La batteria è uno degli elementi principali che costituiscono un’auto elettrica. Non è soltanto la componente in grado di garantire l’autonomia alla vettura, ma è anche quello che ne determina le prestazioni. Su un’elettrica, infatti, le performance del modello non sono date dalla potenza del motore (o almeno non solo), bensì dalla capacità dell’accumulatore. Più questo è grande e maggiore sarà l’autonomia e superiori saranno le prestazioni. Ma come è fatta la batteria di un’auto elettrica? Ecco una guida per capire come funziona e quanti tipi di batteria esistono.
Il funzionamento
Partiamo dalle basi e cerchiamo di capire come funziona la batteria di un’auto elettrica. Tutto funziona grazie ad un processo chimico che sposta un flusso di elettroni dall’anodo, la sostanza che li cede tramite ossidazione, al catodo che li riceve tramite riduzione. Ma dove si muove questo flusso di elettroni? Si muove all’interno dell’elettrolita che è una sostanza liquida in questo momento, ma che in molti, Tesla in primis, stanno cercano di mettere a punto anche in forma solida per migliorare l’efficienza degli accumulatori. Ecco, è attraverso questo processo che si genera corrente continua.
Piombo
Veniamo ora alle tipologie di batterie presenti sul mercato. Detto che quelle che vanno per la maggiore, in questo momento, sono quelle agli ioni di litio, esistono in realtà un gran numero di tipologie di batterie. Le più datate sono quelle al piombo. Il primo esempio di applicazione di questa tipologia di accumulatori risale addirittura alla fine dell’Ottocento. Il loro funzionamento è garantito da un anodo di piombo e un catodo di perossido di piombo immersi in una soluzione contenente acido solforico che funge da elettrolita. Intorno agli anni Novanta queste batterie sono state utilizzate per alimentare i pochissimi esempi di auto elettriche presenti in quel periodo e ad oggi vengono impiegate solo più per muovere mezzi da lavoro non omologati per la circolazione su strada come i muletti.
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Nichel-metallo idruro
Nelle batterie al nichel-metallo idruro l’anodo è composto da una lega metallica, mentre il catodo è in nichel, esattamente come le tradizionali pile stilo. Utilizzate per anni sulla Toyota Prius, oggi trovano scarsissima applicazione nel mondo dell’auto a causa del cosiddetto effetto memoria. Questo, a fronte di ricariche parziali, tende a diminuire l’autonomia che l’accumulatore è in grado di garantire nel tempo. Detto questo, però, il grande vantaggio di queste batterie, e il motivo per il quale ancora oggi molte Prius usate continuano ad essere così efficienti, è rappresentato dal loro ciclo di vita piuttosto lungo.
Ioni di litio
Le batterie agli ioni di litio sono oggi le più diffuse. Sono costituite da un anodo in litio e da un catodo in carbonio e devono il loro successo alla loro elevata densità: ciò significa che a fronte di dimensioni relativamente contenute sono in grado di generare grandi quantità di energia. Inoltre, non soffrono dell’effetto memoria del quale parlavamo nel capitolo precedente, permettendo così cicli di carica e scarica anche parziali. Di contro, il ciclo di vita di queste batterie è abbastanza breve. Dopo circa 5 anni, infatti, la loro capacità di immagazzinare e cedere energia comincia a calare. Attenzione poi alle temperature. Sotto i -10 gradi oppure oltre i 30 gradi, le batterie agli ioni di litio tendono a perdere efficienza.
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Stato solido
Le batterie allo stato solido rappresentano il prossimo step evolutivo delle batterie per automobili elettriche. Sono molti i costruttori che stanno lavorando allo sviluppo di questa nuova tecnologia, Tesla su tutti. A caratterizzare questa tipologia di accumulatore è l’elettrolita che qui è costituito da una sostanza solida e non più liquida. Questo incrementa enormemente la densità della batteria, assicurando prestazioni superiori del 50% rispetto agli ioni di litio, a fronte di dimensioni ancora più contenute. Inoltre, anche i tempi di ricarica dovrebbero scendere notevolmente.