La commercializzazione su ampia scala delle batterie a stato solido è sempre più vicina.
Da Toyota a SamsungSDI, passando per Nissan, Honda, CATL, BYD e Solid Power, diverse aziende in tutto il mondo hanno già avviato la produzione in fase pilota di queste batterie.
Lo riferisce la società di consulenza taiwanese TrendForce (grafico sotto), precisando che i volumi produttivi potrebbero già arrivare nell’ordine di vari GWh entro il 2027.
Le batterie allo stato solido, si spiega in una nota, offrono miglioramenti in termini di sicurezza e densità energetica, ma restano da superare alcuni ostacoli, tra cui costi elevati, complessi processi di fabbricazione e la mancanza di una filiera industriale matura (si veda anche Batterie allo stato solido: prospettive tecnologiche e di mercato).
Ricordiamo che tra le aziende allo stadio più avanzato delle attività di ricerca e sviluppo in questo campo c’è la californiana QuantumScape, tra i cui investitori figura Volkswagen, che di recente ha avviato i test di validazione e compatibilità per l’uso sulle auto elettriche delle prime celle QSE-5 B-Sample.
Intanto, osservano gli analisti, le batterie allo stato semi-solido, attualmente impiegate nei veicoli elettrici, sono già prodotte su scala “multi-GWh” a livello globale e hanno raggiunto una densità energetica delle celle da 300 a 360 Wh/kg.
Il costo complessivo delle batterie a stato semi-solido dovrebbe scendere sotto 0,4 yuan/Wh entro il 2035 (circa 0,05 € al cambio attuale) grazie all’aumento delle economie di scala e ai progressi tecnologici.
Mentre le batterie a stato completamente solido, “stanno passando da celle-campione prototipali alla produzione su scala ingegneristica e si prevede che incontreranno elevati costi di produzione iniziali”.
I prezzi, secondo TrendForce, potrebbero scendere a circa 1 yuan/Wh (circa 0,13 €) entro il 2030, per poi calare a 0,6-0,7 yuan/Wh entro il 2035 (0,07-0,09 €).
Sono in fase di sviluppo batterie basate su diversi elettroliti allo stato solido: quelle basate su polimeri sono relativamente mature e offrono vantaggi in termini di costi. Ad esempio, le batterie polimeriche al litio-metallo che utilizzano l’ossido di polietilene sono già state commercializzate in alcune parti d’Europa.
Tuttavia, queste soluzioni devono ancora trovare materiali elettrolitici compositi con una tolleranza di tensione più ampia e una maggiore conduttività ionica, per potersi espandere sul mercato.
Inoltre, il contatto “solido-solido” tra l’elettrolita e i materiali attivi catodo/anodo porta a una maggiore resistenza interna. Gli stati solidi basati su solfuro mostrano un potenziale particolarmente forte grazie alla loro conduttività ionica, che è la più vicina e può persino superare quella degli elettroliti liquidi.
Questo potenziale di prestazioni ha attirato l’attenzione di numerose aziende, tra cui Toyota, Samsung SDI, CATL e BYD. Tuttavia, i materiali elettrolitici al solfuro rimangono costosi, sono instabili e altamente sensibili all’umidità, il che richiede rigorosi controlli ambientali e aggiunge complessità al processo di produzione.
In definitiva, TrendForce ritiene che lo sviluppo della tecnologia a stato solido sia cauto ma “ottimista”.
Sebbene gli indicatori di prestazione, come la velocità di carica-scarica e la durata del ciclo, non abbiano ancora raggiunto gli standard di commercializzazione (e i costi attuali rimangono non competitivi con le batterie agli ioni di litio), i costi “miglioreranno in modo significativo con l’aumento della produzione”.
