Attualmente, non esiste una soluzione praticabile al problema della disconnessione delle batterie allo stato solido a causa della fase di ricerca e sviluppo in corso, che presenta varie sfide tecniche, economiche e commerciali irrisolte. Date le attuali limitazioni tecniche, la produzione di massa è ancora un obiettivo lontano e le batterie allo stato solido non sono ancora disponibili sul mercato.
Cosa ostacola lo sviluppo delle batterie a stato solido?
Batterie allo stato solidoutilizzare un elettrolita solido invece dell'elettrolita liquido presente nei tradizionalibatterie agli ioni di litio. Le batterie convenzionali al litio liquido sono costituite da quattro componenti essenziali: l'elettrodo positivo, l'elettrodo negativo, l'elettrolita e il separatore. Al contrario, le batterie allo stato solido utilizzano un elettrolita solido invece della controparte liquida convenzionale.
Considerato il grande potenziale di questa tecnologia delle batterie allo stato solido, perché non è stata ancora introdotta sul mercato? Perché la transizione dal laboratorio alla commercializzazione deve affrontare due sfide:fattibilità tecnicaEsostenibilità economica.
- 1. Fattibilità tecnica: Il nucleo di una batteria a stato solido consiste nel sostituire l'elettrolita liquido con un elettrolita solido. Tuttavia, mantenere la stabilità all’interfaccia tra l’elettrolita solido e il materiale dell’elettrodo rappresenta una sfida significativa. Un contatto insufficiente può comportare un aumento della resistenza, riducendo così le prestazioni della batteria. Inoltre, gli elettroliti solidi soffrono di una conduttività ionica inferiore e più lentaioni di litiomobilità, con conseguente velocità di carica e scarica più lenta.
- Inoltre, il processo di produzione è più complesso. Ad esempio, gli elettroliti solidi solforati devono essere prodotti sotto protezione di gas inerte per evitare reazioni di umidità nell'aria che generano gas tossici. Questo processo costoso e tecnicamente impegnativo sta attualmente ostacolando la fattibilità della produzione di massa. Inoltre, le condizioni dei test di laboratorio spesso differiscono in modo significativo dagli ambienti del mondo reale, impedendo a molte tecnologie di raggiungere i risultati attesi.
- 2. Fattibilità economica:Il costo delle batterie allo stato solido è molte volte superiore a quello delle tradizionali batterie al litio liquido e il percorso verso la commercializzazione è irto di difficoltà. Sebbene in teoria offra una maggiore sicurezza, in pratica l'elettrolito solido potrebbe rompersi a temperature elevate, con conseguente riduzione delle prestazioni della batteria o addirittura guasto.
- Inoltre, durante il processo di carica e scarica possono formarsi dendriti che perforano il separatore, causando cortocircuiti e persino esplosioni, rendendo la sicurezza e l'affidabilità un problema significativo. Inoltre, quando il processo di produzione su piccola scala verrà ampliato per la produzione industriale, i costi saliranno alle stelle.
Quando arriveranno le batterie allo stato solido?
Si prevede che le batterie allo stato solido troveranno applicazioni primarie nell’elettronica di consumo di fascia alta, nei veicoli elettrici (EV) di piccola scala e nei settori con severi requisiti di prestazioni e sicurezza, come quello aerospaziale. Tuttavia, le batterie allo stato solido attualmente disponibili sul mercato sono ancora nelle fasi iniziali di commercializzazione concettuale.
Importanti case automobilistiche eproduttori di batterie al litiocome SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD ed EVE stanno sviluppando attivamente batterie allo stato solido. Tuttavia, sulla base degli ultimi programmi di produzione, è improbabile che la produzione di massa su vasta scala di batterie allo stato solido inizi prima del 2026-2027 al più presto. Anche la Toyota ha dovuto rivedere più volte la propria tabella di marcia e ora prevede di iniziare la produzione di massa nel 2030.
È importante notare che i tempi di disponibilità delle batterie allo stato solido possono variare a causa di vari fattori come le sfide tecnologiche e l’approvazione normativa.
Considerazioni chiave per i consumatori
Monitorando attentamente i progressi nelbatteria al litio allo stato solidoIn questo campo, è fondamentale che i consumatori restino vigili e non si lascino influenzare da informazioni superficialmente abbaglianti. Sebbene valga la pena anticipare l’innovazione autentica e le scoperte tecnologiche, richiedono tempo per la verifica. Speriamo che con l’avanzamento della tecnologia e la maturazione del mercato, in futuro emergano nuove soluzioni energetiche più sicure e convenienti.
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Orario di pubblicazione: 30 ottobre 2024