Alcune delle problematiche più significative sulla mobilità elettrica che fino a questo momento erano state mosse alle batterie, specialmente a quelle utilizzate per la mobilità delle auto a impatto zero, era che fossero molto pesanti, costose e difficili da smaltire ma soprattutto lunghe da ricaricare. D’altronde come per qualsiasi altra tecnologia innovativa la prima conquista è quella di perfezionare e migliorare i limiti spingendo al massimo quelle che possono essere le potenzialità. Ed è per questo che sulla velocità di ricarica delle batterie al litio di nuova generazione si sono subito investito molte risorse.
La ricarica rapida “scalda” delle batterie e le deteriora
A oggi alcuni risultati sono già stati ottenuti nel concreto e possono essere considerati dei punti di forza della nuova tecnologia ibrida ed elettrica: ma una svolta davvero interessante arriva dal gruppo di studiosi della Penn State University guidati dal ricercatore Chao-Yang Wang. Lo studio di Wang e dei suoi studenti risale a un paio di anni fa: l’obiettivo era quello di spingere al massimo delle batterie litio standard nel tentativo di ricaricarle quanto più velocemente possibile. I primi esperimenti non ottennero risultati particolarmente brillanti soprattutto a causa delle elevate temperature che le batterie raggiungevano in fase di ricarica; si parla anche di 70-80°, una temperatura che finiva per degradare i cristalli di litio e per renderli meno performanti riducendo considerevolmente sia l’autonomia della vettura che la loro durata a pieno carico.
Il segreto è ricaricare le batterie tenendo bassa la temperatura
“Abbiamo dovuto lavorare a lungo sulle batterie per cercare di mantenere quanto più bassa possibile la temperatura in fase di charging – spiega il professor Wang alla rivista specializzata Joule – e fino a quanto riuscivamo a operare intorno ai 10° tutto andava per il meglio. A quel punto di trattava semplicemente di dimostrare che quell’ambiente ideale fosse anche l’unico possibile in una logica di utilizzo comune. Abbiamo attrezzato una stazione di ricarica ad hoc nella quale le batterie possono ricaricarsi a una temperatura bassa e standardizzata e un’altra nella quale, anche se la temperatura sale, tutte le batterie possono essere riallineate con un procedimento di raffreddamento veloce. In questo modo la loro prestazione non viene assolutamente compromessa”.
Le ultime batterie sottoposte agli esperimenti della Penn State sono in grado di essere sottoposte a un utilizzo totale fino a 500 chilometri di percorrenza e possono essere ricaricate fino a tremila volte.
Batterie fast e sempre più longeve ed autonome
Ma il risultato più interessante è che in questo modo si è considerevolmente abbattuto il tempo della ricarica che se fino a qualche mese fa poteva impiegare anche quattro ore, adesso non va oltre i dieci minuti. Un bel salto di qualità per chi temeva che i tempi di ripristino delle batterie delle auto elettriche fossero la discriminante commerciale più grande in un campo che deve ancora sconfiggere moltissimi pregiudizi.
Tuttavia gli studi di Wang, seguiti con particolare attenzione dalla Tesla, non sono ancora finiti: “Abbiamo già ottenuto un risultato sicuramente molto importante ma in questo genere di applicazioni siamo costretti a batterci su molti fronti diversi – dice il professor Wang - se oggi la maggior parte delle batterie al litio è in grado di garantire un’autonomia di circa 500 chilometri prima di essere ricaricate e se il nostro obiettivo era ridurre quanto più possibile la ricarica senza compromettere la funzionalità delle batterie adesso la ricarica in dieci soli minuti risolve una richiesta del mercato ma non è ancora risolutiva. Bisogna spingere le batterie al litio ad un’autonomia ancora maggiore. La ricarica rapida è la chiave per permettere una vasta diffusione delle auto elettriche ma oltre alla ricarica rapida questo progetto permette di limitare il tempo di esposizione della batteria alle alte temperature di ricarica, generando un ciclo di vita sempre più lungo delle celle ". Alla Penn State hanno già iniziato una nuova serie di studi per realizzare una batteria che si possa ricaricare in soli cinque minuti.
