Considerando l’affermarsi delle vetture elettriche, si pone sempre di più l’attenzione sulla questione batterie. Si lavora infatti a batterie ‘senza peso’ per la riduzione drastica dei kg. Stiamo parlando di batterie strutturali con le quali si potrebbe costruire parte del telaio.
Batterie strutturali per ridurre i kg di troppo
È stato riscontrato che le auto elettriche si fanno carico di centinaia di kg dovuti alle batterie. A tal proposito, la sperimentazione delle batterie ‘senza massa’ è in continuo sviluppo ed evoluzione. L’obiettivo è proprio quello di dare una risposta concreta al quesito circa la riduzione del peso relativo ai pacchi batteria. La svedese Chalmers University of Technology sta studiando batterie strutturali a base di fibre di carbonio il cui progetto si basa su un principio semplice che risulta tuttavia arduo da mettere in pratica. L’idea è infatti quella di far diventare la batteria una parte strutturale del telaio, facendo così svanire il problema della massa. Lo stesso professor Leif Asp (leader del progetto) ha affermato l’enorme potenziale di queste batterie strutturali di prossima generazione.
È accertato che le batterie possono arrivare a rappresentare circa il 25% del peso complessivo della vettura. Grazie alle batterie strutturali si potrebbe costruire la piattaforma, unendo così in un solo componente il battery pack e il pianale, riducendo il peso totale del veicolo.
Materiali double face
I ricercatori della Chalmers University stanno sviluppando celle in fibra di carbonio, ovvero un composto che funziona contemporaneamente da elettrodo, conduttore e materiale strutturale. Il processo di realizzazione è stato ed è tuttora molto lungo. Risulta arduo creare composti in fibra di carbono in grado di unire leggerezza, resistenza e capacità di immagazzinare energia elettrica.
A differenza delle batterie strutturali create in precedenza, la fibra di carbonio ha permesso di creare una batteria resistente e competitiva a livello di capacità di accumulo di energia.
Condizioni attuali
La versione odierna di questa batteria consiste in un anodo in fibra di carbonio e da un catodo in alluminio rivestito di fosfato e ferro di litio. Vediamo che i due elettrodi sono separati da un tessuto in fibra di vetro a matrice contenente l’elettrolita che contribuisce alla rigidezza della batteria. La combo di materiali e chimica usata sfocia in una densità di energia di 24 Wh/kg che costituisce solo il 20% delle capacità delle batterie attuali. Un valore da non sottovalutare considerando che, a parità di km percorsi, un veicolo leggero avrà bisogno di meno energia.
Continua il miglioramento
È chiaro che parliamo di prototipi in continua evoluzione e sviluppo la cui sperimentazione mira a raggiungere una densità energetica di queste celle pari a 75 Wh/kg. Si disporrà quindi di una resistenza meccanica simile a quella dell’alluminio ma con peso nettamente inferiore. Tutto questo sarà possibile attraverso la sostituzione di un catodo di alluminio con uno in fibra di carbonio mentre il separatore sarà sempre in vetro ma più sottile. Il tutto consentirà alle batterie strutturali ricariche più veloci.
In base a tali premesse non ci resta che attendere l’arrivo sul mercato di batterie strutturali ‘senza peso’ in grado di creare veicoli elettrici sempre più efficienti.
