Le batterie allo stato solido ci assicureranno un futuro: ecco le principali differenze e vantaggi

Un fatturato del secondo trimestre da 3 trilioni di 334,3 miliardi di won, un utile operativo di 295,2 miliardi, il migliore di sempre, ricavi aumentati di 775,7 miliardi di won (30,3%). Numeri impressionanti, da record per Samsung SDI. Numeri che potrebbero aumentare grazie anche alle batterie stato solido.

Si differiscono dalle batterie tradizionali per una densità energetica superiore e garantiscono una autonomia superiore. Fanno affidamento sul litio metallico come anodo. Ma ciò limita i tassi di carica e richiede temperature elevate.

Il lavoro anche del gruppo di Samsung, invece, è partito invece dagli anodi in silicio, che offrono tassi di carica molto più rapidi a temperature ambiente. E nel contempo vantano una densità di energia 10 volte maggiore degli anodi di grafite. La chiave è silicio, un tempo problema e ora soluzione.

Via carbonio e l’elettrolita liquido, dentro microsilicio e elettrolita solido a base di solfuro

“Come ricercatori sulle batterie, è fondamentale affrontare i problemi alla radice del sistema”. Così Shirley Meng al riguardo. “Per gli anodi di silicio, sappiamo che uno dei grandi nodi è l’instabilità dell’interfaccia dell’elettrolita liquido – dice la professoressa di nanoingegneria –   avevamo bisogno di un approccio completamente diverso”. Via il carbonio, dentro il microsilicio, materiale meno elaborato e costoso del nanosilicio. Via anche l’elettrolita liquido, rimpiazzato da un elettrolita solido a base di solfuro.

Le batterie allo stato solido sono associate a una carica più veloce rispetto a quelle tradizionali. E la differenza va ricercata nella limitazione del surriscaldamento dell’elettrolita in gel, hanno la capacità di sopportare cariche più veloci, con una condicio sine qua non: c’è bisogno di colonnine in grado di erogare più dei circa 350 kW attuali. La nuova batteria allo stato solido, in questo mofo, mantiene l’80% della sua capacità dopo 500 cicli. Parola di Darren HS Tan.

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“L’approccio al silicio per lo stato solido supera molte limitazioni nelle batterie convenzionali – spiega il primo autore dell’articolo pubblicato su Science – può presentare opportunità entusiasmanti, soddisfa le richieste del mercato: maggiore energia volumetrica ma con costi ridotti e, soprattutto, batterie più sicure, soprattutto in merito allo stoccaggio dell’energia in rete”.

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Le celle allo stato solido, grazie alla loro capacità di un intervallo più ampio delle temperature di utilizzo, hanno una durata maggiore nonostante sopportino più cicli di carica completi, solitamente indicati fino a 1.000, e per questo più performanti, soprattutto in ottica veicoli elettrici. Sempre più aziende stanno percorrendo questa strada, Samsung ma non solo, convinti che in un futuro prossimo le batterie allo stato solido domineranno i mercati, già floridi, dei veicoli elettrici, più in generale conquistando il settore della mobilità. Veicoli elettrici che si possono ricaricare velocemente, magari con la stesse autonomia di quelli tradizionali, è uno scenario più che plausibili. Forse la realtà da qui a qualche anno.