Mentre scriviamo, le batterie delle auto elettriche agli ioni di litio stanno affrontando la concorrenza delle NCM, soprattutto in alcune parti del mondo come gli USA. La ragione di ciò risiede nel fatto che le NCM (nichel ossido di cobalto manganese) offrono una densità energetica superiore a livello di cella rispetto alle LFP (litio ferro fosfato). Pertanto, le case automobilistiche che mirano a una maggiore autonomia tendono a preferire le NCM. Tuttavia, un giorno la situazione potrebbe cambiare a favore di un equilibrio più sostanziale. È almeno l’obiettivo dei centri di ricerca, sia indipendenti che aziendali, che si dedicano alle LFP.
Batterie auto elettriche LFP Aries II: densità energetica identica alle NCM a costi ridotti
Uno dei progetti interessanti da tenere d’occhio è quello di Our Next Energy (ONE), una start-up tecnologica dell’energia con sede nel Michigan. Secondo le dichiarazioni del centro, il team di lavoro ha introdotto alcune innovazioni in termini di autonomia e peso con il suo battery pack LFP Aries II. Sebbene sia prematuro cantare vittoria, considerando le sfide che ancora devono affrontare, sembra esserci un grande potenziale per il cambiamento. L’azienda afferma di aver colmato il divario in termini di autonomia e peso rispetto alle batterie NCM, che sono comunemente utilizzate nei veicoli passeggeri.
Le prospettive per il futuro sembrano promettenti grazie alle potenzialità delle vetture con le LFP. Anche se in termini di autonomia non sono le migliori disponibili, le LFP offrono vantaggi significativi, soprattutto in termini di sicurezza. Esse possono resistere a temperature termiche generalmente superiori a 500 gradi Celsius, rispetto ai 300 gradi Celsius delle NCM. Inoltre, le LFP hanno una durata del ciclo superiore a 2.000 cicli prima di mostrare segni di degrado, rispetto ai 500 cicli delle NCM. Last but not least, le LFP hanno un costo di produzione inferiore, poiché non contengono metalli preziosi come il cobalto, che spesso proviene dal Congo, aumentando i costi.
Per rendere le auto elettriche più accessibili e democratizzarle, è necessario ridurre i prezzi di listino. Attualmente, i prezzi delle auto elettriche presentano ancora un notevole aumento rispetto alle controparti a combustione interna, il che influisce sulle decisioni dei consumatori medi. Ciò è particolarmente importante nei paesi con redditi medi più bassi, come l’Italia, dove molte famiglie sono costrette a preferire veicoli a combustione interna, anche di seconda mano. Inoltre, alcune zone del Belpaese, in particolare nelle aree circostanti la Pianura Padana, affrontano problemi significativi legati all’inquinamento atmosferico, come la concentrazione di particolato PM 2.5, il che rende difficile l’adozione di veicoli elettrici.
Ma, secondo uno studio dell’Università di Harvard, le auto elettriche iniziano a ridurre l’impatto ambientale rispetto alle controparti a combustione interna solo dopo aver percorso almeno 45.000 chilometri. Prima della soglia, le auto elettriche possono essere più inquinanti a causa delle emissioni di anidride carbonica legate alla produzione delle batterie. Pertanto, è importante considerare incentivi per le famiglie a basso reddito che desiderano passare ai veicoli elettrici.
La Aries II di ONE sembra avere i requisiti per apportare un cambiamento significativo, poiché offre vantaggi chiave. Rispetto alle NCM, costa il 25% in meno grazie all’assenza di nichel e cobalto. Inoltre, riduce il rischio di fuoriuscite termiche, prevenendo l’autossidazione quando una cella viene schiacciata o va in cortocircuito.
L’amministratore delegato e fondatore di ONE, Mujeeb Ijaz, ha evidenziato ulteriormente i vantaggi delle LFP. In termini di costi e durata, tali batterie sono superiori alle NCM, utilizzando materiali più sicuri e abbondanti. Eppure, c’è ancora un deficit in termini di autonomia e densità energetica. ONE ha cercato di colmare questo deficit progettando un battery pack con densità energetica simile a quello delle NCM. Secondo le comunicazioni, quando la produzione inizierà alla fine del 2024 presso ONE Circle a Van Buren Township, Michigan, le Aries II saranno pienamente conformi ai requisiti dell’Inflation Reduction Act (IRA) introdotto dall’amministrazione Biden.
Dal momento della sua fondazione nel luglio 2020, ONE si è concentrata su come colmare il divario di densità energetica rispetto alle NCM. Non solo ha colmato il divario, ma ha addirittura ottenuto un aumento della densità energetica tra il 20% e il 30% rispetto ai sistemi di accumulatori LFP convenzionali. Con una densità energetica di 263 Wh/L e 162 Wh/kg, il futuro sembra promettente. Aries II ha fatto progressi significativi, registrando un aumento del 34% e del 23% rispetto al principale riferimento dei battery pack LFP.
Il capo ingegnere delle batterie di ONE, Chris Hughes, ha spiegato che quando hanno affrontato la sfida di raggiungere la parità energetica con le NCM, hanno rivalutato ogni aspetto, dalla chimica delle celle alla progettazione interna. Alla fine, sono stati fatti progressi tangibili in termini di durabilità e sicurezza. Questo principalmente grazie all’ottimizzazione del design del battery pack e delle celle, che ha portato a un aumento della densità energetica di Aries II.
ONE spera di ottemperare completamente ai requisiti dell’Inflation Reduction Act dell’amministrazione Biden, che è stato ideato per rilanciare l’economia americana. Questo pacchetto legislativo di circa 400 miliardi di dollari prevede benefici sia per le aziende che per le famiglie che adottano soluzioni green. I democratici statunitensi prevedono che l’IRA possa ridurre le emissioni inquinanti annuali quanto le emissioni combinate di Germania e Francia.
Tuttavia, la verifica finale sarà effettuata in una fase successiva, durante la comunicazione dei risultati all’Unione Europea. Con l’innovazione introdotta nelle batterie LFP, ONE spera di ottenere una parte significativa dei fondi stanziati dalle autorità politiche. Sarà poi compito delle autorità verificare il rispetto dei criteri di assegnazione. Ma ciò avverrà solo dopo diversi mesi, considerando che la produzione ufficiale inizierà alla fine dell’anno successivo.