Batterie alle stato solido, scopriamo cosa sono

Le batterie allo stato solido rappresentano una delle innovazioni più promettenti nel campo della tecnologia per veicoli elettrici. Questo tipo di accumulatori promette di superare le limitazioni delle tradizionali batterie agli ioni di litio, offrendo una maggiore sicurezza, una densità energetica superiore e tempi di ricarica più rapidi.

Al centro di questa rivoluzione tecnologica troviamo l’elettrolita, il componente che permette il flusso degli ioni tra i due elettrodi, anodo e catodo, generando la corrente elettrica, che è appunto allo stato solido. Nelle batterie attualmente in uso sui veicoli elettrici è invece liquido.

Come sono fatte le Batterie allo Stato Solido?

Le batterie allo stato solido sono composte da quattro componenti principali:

1. Anodo (carica negativa). Tradizionalmente realizzato in grafite, ma nelle batterie allo stato solido, può essere fatto anche di litio metallico, che offre una maggiore capacità energetica.
2. Catodo (carica positiva). Simile a quello delle batterie convenzionali, è spesso realizzato con materiali a base di ossidi di metallo.
3. Separatore centrale. Elemento formato da uno strato di materiale ceramico o polimerico solido, che svolge anche la funzione di elettrolita che separa fisicamente l’anodo e il catodo.
4. Elettrolita solido. Il cuore della tecnologia allo stato solido. Può essere composto da vari materiali, tra cui ceramiche, polimeri o vetro, che permettono una maggiore stabilità e sicurezza.

L’elettrolita solido svolge la stessa funzione dell’elettrolita liquido, ma elimina molti dei rischi associati, come la formazione di dendriti che possono causare cortocircuiti e incendi e permea i pori degli elettrodi.

I vantaggi e…

Questo genere di batterie può immagazzinare più energia per unità di volume o peso. Circa 2-2,5 volte superiore rispetto agli attuali accumulatori agli ioni di litio. L’elettrolita solido è non infiammabile e stabile a temperature elevate, riducendo il rischio di incendi e migliorando la sicurezza operativa. E poi sono pure più leggere e hanno tempi di ricarica più bassi. La velocità infatti è superiore a 4-6 volte rispetto a quella delle batterie oggi in uso.

E allora c’è da domandarsi come mai “quelle” allo stato solido non siano diventate ancora lo standard. La risposta non è semplice, ma va articolata su più punti. In primis i costi di industrializzazione sono ancora molto elevati, il che si rifletterebbe sui listini delle vetture elettriche. E poi perché, ad oggi, presentano ancora alcuni svantaggi dal punto di vista funzionale.

Perché non dotarsi di un elettrolita liquido può comportare stress potenzialmente maggiori. Dovuti al fatto che l’anodo, in fase di carica e scarica, aumenta e riduce il proprio spessore. E dopo una serie di cicli potrebbe subire un certo degrado dei componenti. La difficoltà è quindi riuscire a mantenere le celle a stato solido fisse e compresse allo stesso tempo. Detto questo, nel giro di breve questo genere di tecnologia sarà sempre più presente sulle nuove generazioni di auto elettriche.