Dalla CATL le nuove batterie al sodio

FUTURO AL SODIO? – La tecnologia delle batterie agli ioni di litio sembra aver quasi monopolizzato il mercato delle batterie ricaricabili delle automobili elettriche e ibride. Ma questa tecnica non è la sola sulla quale puntare: anche le celle agli ioni di sodio possono infatti avere un posto importante. A dirlo è proprio uno dei più grandi produttori mondiali delle batterie al litio, la cinese Contemporary Amperex Technology, CATL. Il meccanismo di funzionamento di una cella al sodio è lo stesso degli elementi al litio: gli ioni di sodio trasportano cariche elettriche fra gli elettrodi, assorbendo corrente durante la ricarica e generandola nel corso della scarica. Gli ioni di sodio creano però qualche difficoltà in più: le loro dimensioni superiori (gli atomi di litio hanno solo 3 fra protoni e neutroni mentre il sodio ne ha 11) e tendono a frammentare gli elettrodi e a “inquinarli” con cristalli. CATL ritiene di aver superato queste difficoltà usando il Prussian White per il catodo. Questo composto di sodio, ferro, carbonio e azoto è stato modificato da CATL per superare il veloce decadimento delle sue prestazioni nei cicli di carica/scarica.

CARICA VELOCE, RENDIMENTO COSTANTE – Per l’anodo CATL ha invece sviluppato un materiale in carbonio duro ma con una struttura porosa, cosa che promette di allungare la vita all’elettrodo, un grande immagazzinamento di ioni sodio e un loro veloce movimento. Le prestazioni dichiarate sono interessanti: un carica all’80% in 15 minuti, la ritenzione del 90% della capacità alla temperatura di -20C° e una stabilità termica migliore di quella degli elementi al litio. Un punto debole è la densità di energia: le celle al sodio arrivano a 160 Wh/kg, distanti dagli attuali 250 degli elementi al litio. CATL promette però che la prossima generazione di batterie agli ioni di sodio supereranno i 200 Wh/kg. Se le prime celle al sodio saranno prodotte entro il 2023, poco si sa sui loro prezzi; il sodio è comunque molto più abbondante ed economico del litio e questo fa ben sperare.

IBRIDO TUTTOFARE – Il limite della scarsa densità di energia non sarebbe comunque troppo problematico nelle applicazioni stazionarie di immagazzinamento dell’energia delle rinnovabili, applicazione non a caso citata esplicitamente da CATL. Per ovviare alla bassa densità energetica l’azienda sta anche studiando batterie ibride che riuniscano in uno stesso pack sia le celle al sodio si quelle al litio. Queste batterie, chiamate AB, gestirebbero grazie ad un algoritmo evoluto i Battery Management System dei due tipi di cella, combinando la migliore densità energetica di quelle al litio con le buone prestazioni di quelle al sodio alle basse temperature. Una notizia interessante è che la produzione di batterie agli ioni di sodio è compatibile con gli impianti e i processi produttivi delle batterie al litio: è quindi possibile convertire rapidamente le linee di produzione.