Si è conclusa la prima fase di test sul campo delle celle a ricarica ultrarapida XFC (Extreme Fast Charging) di StoreDot e i risultati sarebbero superiori alle aspettative. Le celle al silicio sviluppate dall’azienda con base in Israele sono state consegnate a 15 OEM dell’automotive che le hanno testate per sei mesi. Il feedback sulle prestazioni della batteria per la prima fase di test A-Samples di valutazione e integrazione delle celle è definito “eccezionale”.
I primi test delle celle XFC: risultati eccellenti
I programmi di test completi si sono svolti in Europa, Asia e Stati Uniti, nonché presso diversi partner dell’ecosistema strategico di StoreDot. «Il feedback dei partner che hanno completato i test _ fa sapere l’azienda _ ha mostrato che le celle hanno superato le aspettative».
Lo scopo dei programmi di test e valutazione era replicare le specifiche di ricarica ultrarapida di StoreDot in base al caso d’uso e alle procedure di test dei suoi partner. Le verifiche hanno replicato i risultati di StoreDot: hanno raggiunto una densità gravimetrica di energia superiore a 300 Wh/kg e volumetrica di 680 Wh/lt , a una velocità di ricarica superiore a 4C, raggiungendo oltre 1000 cicli di ricarica XFC consecutivi.
I programmi comprendevano due percorsi principali: il primo includeva la scheda tecnica XFC e la verifica delle specifiche sulla base delle rigorose procedure di test di StoreDot, e il secondo copriva specifici protocolli di test EV-OEM per prestazioni critiche e parametri di sicurezza rilevanti per i loro casi d’uso.
Saranno sul mercato entro il 2024
Alcuni partner OEM sono già passati alla fase due dei programmi di test, che prevede l’avvio di programmi B-Samples personalizzati in base al proprio fattore di forma e ai requisiti specifici, consentendo l’implementazione futura in ciascuna architettura EV OEM.
Amir Tirosh, COO di StoreDot, afferma: «Siamo estremamente fiduciosi nella nostra tecnologia XFC – la capacità di caricare la cella dal 10% all’80% in soli 10 minuti – sulla base delle nostre rigorose procedure di test. Tuttavia, ricevere un feedback così positivo dai produttori globali di veicoli elettrici ci dà ancora più sicurezza nel nostro prodotto rivoluzionario».
StoreDot ha ricevuto investimenti da produttori automobilistici globali del calibro di Daimler, Ola Electric, Polestar, VinFast e Volvo Cars e da operatori dell’ecosistema energetico come BP. In Italia StoreDot ha firmato un accordo con Italvolt, che potrebbe produrre le celle a ricarica ultrarapida nella sua gigafactory, per ora solo sulla carta.
Cento miglia di autonomia in 5 minuti
La roadmap tecnologica dell’azienda si misura in “100inX” (100 miglia di autonomia in x minuti di ricarica. Il primo step che dovrebbe arrivare alla produzione in serie e allo sbarco sul mercato nel 2024 prevede una dominante in silicio, uno stato semi-solido e un’ architettura post-litio. La velocità di ricarica per questa prima generazione di celle è di 100 miglia in 5 minuti. Gli step successivi sono 100 miglia in 3 minuti entro il 2028 e 100 miglia in 2 minuti per il 2032.
«La proposta XFC – spiega ancora Tirosh – è fondamentale per eliminare il problema dell’autonomia e l’ansia di ricarica. Consentirà agli OEM di progettare veicoli elettrici con pacchi batterie più piccoli che si possono ricaricare molto più velocemente. Questo utilizzando linee di produzione standard agli ioni di litio di proprietà dei partner stessi o con subappaltatori».
Batterie auto più piccole, più leggere e meno costose
Per un veicolo premium medio che richiede oggi un pacco batterie da 80 kWh si passerebbe a un pacco batterie da 50 kWh, con un minor peso di circa 200 kg per la vettura nel suo complesso. Nel contempo il costo del veicolo elettrico potrebbe ridursi di 4.500 dollari agli attuali prezzi delle materie prime.
Anche l’impatto ambientale sarà ridotto in modo significativo, abbassando l’impronta di carbonio durante il suo intero ciclo di vita. XFC in pacchetti più piccoli significa anche una più efficiente frenata rigenerativa in quanto può accogliere correnti elevate in recupero.
Il segreto? Anodo in silicio a nanoparticelle
Come StoreDot ottenga questi risultati non è chiaro. L’ipotesi più gettonata è che nelle celle XFC dell’azienda istraeliana la grafite all’anodo sia rimpiazzata dal silicio, lavorato però a nanoparticelle. Questa soluzione migliorerebbe la dispersione del calore durante la ricarica. Inoltre creerebbe spazi di compensazione per le deformazioni a cui il silicio è soggetto in fase di carica e scarica. Al contempo il silicio vanta una maggior capacità di trattenere ioni di litio rispetto alla grafite, consentendo di velocizzare la ricarica.
Mi ero appuntato alcune ricerche da tenere d’occhio (ma ce ne sono molte di più)
Alta velocità di ricarica (3C-4C) a basso costo e disponibili a breve:
– batteria a 800 volt su vetture premium
– batteria 400v con sistema raffreddamento potenziato per 4C (NCM-NCA) – 3C (LPF)
– batterie LFP evolute es. Blade con raffreddamento potenziato su Tesla ricarica a 3C
– batterie M3P (tesla ed altri) / LMPF (forse VW 2024), probabili ricariche a 3C o più?
(dichiarano tra gli avanzamenti una riduzione del valore della resistenza interna)
– sodio-ioni ?? in auto in commercio in Cina entro fine 2023
Soluzioni future/premium a velocità molto alta (4C-10C) litio con anodo silicio:
– Storedot XFC anodo silicio (nanoparticelle, eventualmente nanostrutturato)
300Wh/kg – 1200.cicli a 3C – 1000.cicli a 4C
– Amprius anodo silicio (nanostrutturato, complicato ? scalare su grossi volumi produttivi)
360Wh/kg 1200.cicli – 500Wh/kg a soli 200.cicli, già in uso x droni e usi particolari, “sino a” 10C
– Titan-Silicon / NanoGrafh anodo silicio (ricerca iniziale Sila in California)
900-1000cicli (?) a 4C (?) “””annunciati””” in uso su Mercedes-Benz nel “””2024″”” (?)
OUTSIDER da tenere d’occhio:
– “supercondensatori” , cioè batterie litio con anodo all’ossido di niobio e titanio
densità energia aumentata rispetto alle migliori High Nickel (NCM 9 – 0.5 – 0.5) da cui derivano tramite modifica dell’anodo, sono già in commercio e già ad alte prestazioni nella forma con elettolita liquido (in studio le solide) ma in formati piccoli e costosi, niobio velocizza scambi, aumenta capacità e stabilizza il reticolo dell’anodo, con quasi assenza di degrado nell’uso, possibili 6000 cicli a 10C (!), è assente persino la tipica piccola perdita iniziale di capacità al primo ciclo di uso delle batterie al litio; ne parlavano qui nel 2022:
https://youtu.be/cTARoO6XUJY?t=1213
Niobio è caro ma ne servono quantità minime (estratto in Brasile e previsto anche in Nebraska), il maggiore ostacolo pare essere che il processo di drogaggio con niobio non è ancora stato industrializzato per poter scalare in volumi e prezzo; nel 2022 prevedevano necessari 5 anni, potrebbe venir anticipata da altre tecnologie, aziende associate:
– NioCorp – Niobolt – nel 2023 forse testate sul prototipo della Lotus elettrica
Altri tipologie ne pronte ne troppo lontane, potrebbero arrivare per prime,
densita energetica alta, probabile aumento anche della velocità di ricarica, es:
– litio a stato semi-solido (2024 in commercio su auto premium cinesi)
– litio a stato solido (2026-2027?)
– litio-zolfo stabilizzata da anodo in grafene (Lyten, iniziata produzione pilota)
– litio-zolfo stabilizzate da fibra/membrana in carbonio o aramide (kevlar riciclato)
Altre tipologie con densità energetica molto alta ma lontane dall’essere pronte, es:
– sodio-zolfo (a temp. ambiente, non quelle a sali fusi), fanno a meno anche del litio
– alluminio-polimero (2023 trovato un primo polimero adatto come materiale per il catodo )
– batterie metallo-aria in generale
Ci si potrebbe ritrovare tra poco con un’offerta doppia, in dipendenza di come si usa l’auto:
– batteria lfp per chi carica quasi sempre a casa
– batterie xfc o similari per chi è spesso in viaggio.
Bisogna capire in che tagli di batteria vorranno usare questa nuova tecnologia. Quel che è ipotizzabile è che presto le classiche NCA/NCM potrebbero sparire, e sparirebbe così anche la noiosa questione della ricarica al 80%. Si carica al 100% ogni volta senza più problemi di longevità.
Concordo, sia per questioni di sicurezza sia per rapporto costi/benefici.
Ripeto infatti il mio interesse verso una futura seconda bev con lfp, se non lmfp
Tra un anno mi scade il leasing della id.3, e devo ammettere che ultimamente la questione della chimica della batteria sta diventando un parametro importante per valutare la sostituta, e a meno di sconvolgenti nuove tecnologie in arrivo (stato solido ma anche solo xfc sono lungi dall’essere commercializzate) per ora sarei orientato anche io su una lfp/lmfp.
Gli investimenti in ricerca e sviluppo stanno dando risultati. Dopo le batterie da 500Wh/kg ora le XFC. Se anche solo queste due nuove tecnologie arrivassero al settore trasporti entro il 2035 la transizione energetica sarebbe naturale e i principali limiti delle BEV sarebbero solo un ricordo.
Non sò Daniele. Sarà che sono antico io ma non credo che comprerei una macchina da 50KWh al posto di una da 80 KWh per risparmiare 4500€.
Forse ho inteso male io il senso del discorso ma nella mia testa ho lo schema batterie da 30/40 KWh per urilitarie/cyticar da usare come seconde auto in città e dintorni.
65/80 KWh come auto per sostituire una termica.
La carica rapida ha un paio di difetti, stressa le batterie e costa tanto. Le batterie piccole hanno un paio di difetti sono piccole, quindi hanno l’enorme autonomia, a pari Km percorsi hanno bisogno di più cicli carica/scarica.
In buona sintesi, per come la vedo io meglio una LFP da 60 KWh che una ultrafast da 45 KWh.
Sono molto curioso di vedere le LMFP sul restyling della Model 3.
Mi trovo anche io d’accordo con quanto detto da ilariovs: LFP da 60 kWh su una berlina rappresenta davvero lo “sweet spot”, sulla mia model 3 non farei cambio con le NCA della versione Long Range, ma una capacità inferiore, magari 40 kWh che posso ricaricare anche a 4C, non la accetterei. Teniamo poi presente che la ricarica super rapida, per chi ricarica sempre a casa, non rappresenta un grande valore aggiunto.
Questo perché oggi per fare 400km reali servono 70/75kWh. Se però migliorerà la densità energetica, la stessa batteria da 50kWh peserà meno garantendo più autonomia con la tranquillità che in caso di viaggi in autostrada potrà essere ricaricata molto velocemente.
O forse la giusta ricetta sarà il compromesso perfetto tra capacità della batteria ed efficienza.
Ad esempio concordo con Guido che il dover rispettare l’80% di ricarica è un limite scomodo