Batterie per le auto elettriche

Quali batterie per le auto elettriche?

Parlare in generale di auto "elettriche" è in un certo senso riduttivo, visto che i sistemi di accumulazione di energia utilizzati sui veicoli che cadono sotto questa definizione sono molteplici e profondamente differenti tra loro.

Tra quelli che sono stati utilizzati storicamente sulle auto elettriche se ne possono isolare 5 macro categorie:

• la pila zinco-aria;
• l'accumulatore piombo-acido;
• il NiCd (Nichel-Cadmio);
• il NiMh (accumulatore idruro Nichel-Metallo);
• le litio-ione e le litio-ione polimero.

Al giorno d'oggi i veicoli a propulsione elettrica sono equipaggiati principalmente con due di questi sistemi: le batterie al piombo e quelle al Nichel-Cadmio, che tuttavia come vedremo tra breve non possono ancora essere considerati la soluzione definitiva.

Infatti, nonostante nel corso degli ultimi 3 decenni sia stata più volte annunciata come imminente, l'effettiva affermazione dei BEV (Battery Electric Vehicle) come alternativa praticabile ai veicoli a combustione tarda ad arrivare e continua a essere rimandata.

Prescindendo da eventuali tesi complottistiche, come quelle sostenute nel documentario Who Killed the Electric Car?, che ascriverebbero alle lobby del petrolio la responsabilità della mancata diffusione di massa delle auto elettriche, esistono dei problemi oggettivi legati ai generatori di energia elettrica che ne rendono difficile l'utilizzo su larga scala.

La maggior parte di queste problematiche è legata alla praticità quotidiana: sicurezza e pericolo di folgorazione, possibilità del cosiddetto "effetto memoria", autonomia delle batterie, elevati costi delle batterie e delle polizze assicurative, scarse prestazioni e mancanza di fonti di calore in presenza di climi freddi, scarsa diffusione dei punti di ricarica, sistemi di ricarica veloce ancora a livello embrionale.

Sulla base del riscontro di questo genere di difficoltà anche la General Motors ha abbandonato ufficialmente il pur promettente prototipo dell' EV1, che nel 2003 sembrava destinata a rinnovare le speranze dei sostenitori dei BEV e a dare nuova linfa al settore.

A tutto ciò si deve aggiungere l'impatto ambientale, che per una tecnologia che si presenta al grande pubblico come "energia pulita" non può essere sottostimato: a tutt'oggi è ancora difficile stabilire se siano peggio le emissioni di idrocarburi prodotte dalla raffinazione del petrolio e dai veicoli a combustione interna o gli effetti da inquinamento da nichel e cadmio derivanti dall'estrazione mineraria, dalla fabbricazione della batteria, dalla discarica con successiva ossidazione, rottura, infiltrazione e dilavamento di una batteria NiCd malamente scaricata.

Di fronte a queste problematiche non si è comunque smesso di cercare delle strade alternative, per applicare la tecnologia elettrica al settore dei trasporti su strada. Le possibili soluzioni verso le quali sta concentrando i propri sforzi la ricerca automobilistica sono principalmente due: lo sviluppo di veicoli ibridi, a doppia alimentazione tradizionale/elettrica, verso i quali si stanno muovendo i maggiori produttori mondiali, come Toyota con il prototipo Prius o Mitsubishi con il minivan Colt, e lo sviluppo di veicoli totalmente elettrici alimentati grazie a batterie al litio-ione (più recentemente litio-ione polimero).

Per quanto riguarda le auto ibride, che allo stato attuale sembrano essere l'ipotesi più praticabile, l'obiettivo è quello di sviluppare dei sistemi che passino autonomamente dall'alimentazione elettrica nei percorsi urbani a quella tradizionale nelle tratte a lunga percorrenza.

Tuttavia le maggiori speranze sono rivolte alla seconda possibilità: sullo slancio dato dal successo dell'utilizzo delle batterie al litio nei più comuni dispositivi elettronici (in primis i telefoni cellulari) la ricerca sta avanzando rapidamente anche in altri possibili campi applicativi, tra i quali quello che a noi interessa della propulsione di autovetture.
Se da un lato devono comunque essere ancora risolte alcune problematiche relative a costi e sicurezza, dovute alla necessità di utilizzare grandi quantità di elementi contemporaneamente, le batterie al litio presentano indubbi vantaggi:

• leggerezza;
• alta densità e moduli sottili facili da posizionare e maneggiare;
• eccellenti performance anche in presenza di basse temperature;
• cicli di vita più lunghi;
• basso impatto ambientale;
• bassa resistenza interna;
• bassissima autoscarica;
• affidabilità;
• ininfiammabilità.

Tutto ciò, unitamente al sempre maggiore utilizzo di nanotecnologie, sta avvicinando le prestazioni generali dei veicoli equipaggiati con batterie al litio a quelle dei veicoli tradizionali, rendendo plausibile uno scenario in cui, se le auto elettriche dovessero finalmente riuscire a configurarsi come un oggetto di massa, lo faranno grazie a sistemi di accumulazione di questo tipo.

Ulteriore fiducia nel progetto è data dagli eccezionali risultati forniti dalla spider elettrica sviluppata da Teslamotors in collaborazione con Lotus: 210 km/h di velocità di punta e oltre 400 km di autonomia ne fanno un'alternativa appetibile alle vetture tradizionali. Se a ciò aggiungiamo che tra i maggiori finanziatori del progetto Tesla troviamo Larry Page e Sergey Brin, i "signori Google", già responsabili della conversione in "plug-in" di un parco auto di 100 esemplari a disposizione dei propri dipendenti, non resta che sperare nella definitiva affermazione su larga scala dei BEV.