I produttori di batterie per veicoli elettrici fanno a gara per sviluppare materiali per celle più economici

I veicoli elettrici di oggi funzionano con batterie agli ioni di litio, che richiedono litio, cobalto, manganese e nichel di alta qualità, i cui prezzi sono aumentati vertiginosamente.

Le startup statunitensi ed europee stanno correndo per sviluppare nuove batterie utilizzando due materiali abbondanti ed economici – sodio e zolfo – che potrebbero ridurre il dominio della Cina nel settore delle batterie, alleviare gli incombenti colli di bottiglia nella fornitura e portare a veicoli elettrici sul mercato di massa.

I veicoli elettrici di oggi funzionano con batterie agli ioni di litio, per lo più realizzate con litio, cobalto, manganese e nichel di alta qualità, i cui prezzi sono aumentati vertiginosamente.

I produttori occidentali stanno lottando per raggiungere i loro rivali asiatici, e le case automobilistiche si aspettano che i colli di bottiglia nell’offerta colpiscano la produzione automobilistica intorno alla metà del decennio.

I veicoli elettrici del futuro – quelli che arriveranno dopo il 2025 – potrebbero passare alle batterie agli ioni di sodio o al litio-zolfo che potrebbero essere fino a due terzi più economiche rispetto alle attuali celle agli ioni di litio.

Ma la loro promessa dipende da potenziali scoperte nel campo dell’elettrochimica da parte di startup come Theion con sede a Berlino e Faradion con sede nel Regno Unito, nonché Lyten negli Stati Uniti.

Le sostanze chimiche delle batterie più recenti presentano problemi da superare. Le batterie agli ioni di sodio non immagazzinano ancora abbastanza energia, mentre le celle allo zolfo tendono a corrodersi rapidamente e non durano a lungo.

Tuttavia, più di una dozzina di start-up hanno attirato milioni di dollari in investimenti, nonché sovvenzioni pubbliche, per sviluppare nuovi tipi di batterie.

Per ora, la Cina domina la produzione di batterie, compresa l’estrazione e la raffinazione delle materie prime.

Benchmark Mineral Intelligence, una società di consulenza con sede nel Regno Unito, stima che la Cina abbia attualmente il 75% della capacità mondiale di raffinazione del cobalto e il 59% della capacità di lavorazione del litio.

“Dipendiamo ancora da una catena di fornitura di materiali proveniente dalla Cina”, ha affermato James Quinn, amministratore delegato della startup britannica Faradion, startup britannica specializzata in batterie agli ioni di sodio, che ha ricevuto più di 1 milione di dollari in sovvenzioni governative da Innovate UK prima di essere acquistata dal conglomerato indiano Reliance l’anno scorso. per 117 milioni di dollari. “Se si considerano le implicazioni geopolitiche globali di ciò, è una sfida per la sicurezza energetica, la sicurezza economica e la sicurezza nazionale”.

Anche i giganti asiatici delle batterie stanno lavorando a nuovi prodotti chimici. La cinese CATL ha dichiarato di voler iniziare a produrre celle agli ioni di sodio nel 2023. La coreana LG Energy Solution mira a iniziare a produrre celle al litio-zolfo entro il 2025.

L’elemento più costoso di una batteria per veicoli elettrici è il catodo, che rappresenta fino a un terzo del costo di una cella di batteria.

La maggior parte delle batterie dei veicoli elettrici oggi utilizza uno dei due tipi di catodi: nichel cobalto manganese (NCM) o litio ferro fosfato (LFP).

I catodi NCM sono in grado di immagazzinare più energia, ma utilizzano materiali costosi (nichel, cobalto). I catodi LFP in genere non trattengono tanta energia, ma sono più sicuri e tendono ad essere meno costosi perché utilizzano materiali più abbondanti.

Il costo dei principali materiali catodici come il nichel e il cobalto è salito alle stelle negli ultimi due anni.

Ecco perché così tante aziende sperano di sostituire materiali più economici e più abbondanti come sodio e zolfo, se i loro limiti tecnici possono essere superati.

"Gli ioni di sodio hanno sicuramente un posto, soprattutto per lo stoccaggio stazionario e i veicoli di fascia bassa in mercati sensibili ai costi come Cina, India, Africa e Sud America", afferma il consulente Prabhakar Patil, ex dirigente di LG Chem.

"Il costo di introduzione dello zolfo di litio sarà probabilmente più elevato, anche se potenzialmente è il costo più basso, rendendo l'elettronica di consumo l'applicazione iniziale", ha affermato Patil.

Amandarry, con sede nel Michigan, e la startup britannica AMTE Power stanno sviluppando batterie agli ioni di sodio utilizzando cloruro di sodio – fondamentalmente sale da cucina – come principale ingrediente del catodo. Non hanno bisogno di litio, cobalto o nichel, i tre ingredienti più costosi delle batterie.

Jeff Pratt, amministratore delegato del Battery Industrialistion Centre del Regno Unito - una fabbrica finanziata dallo stato da 130 milioni di sterline (153 milioni di dollari) che affitta le sue linee di produzione alle startup per testare la chimica delle batterie - ha detto che sta cercando di adattare le celle di una startup a ioni di sodio in un un programma di produzione fitto perché è “strategicamente importante” per le speranze della Gran Bretagna di essere in prima linea nello sviluppo di batterie nuove e migliori.