Batterie al sodio, la nuova frontiera per le auto elettriche economiche

Le batterie al sodio stanno rapidamente conquistando uno spazio sempre più importante nel panorama delle tecnologie destinate alla mobilità elettrica. Per anni sono state considerate soprattutto una possibile alternativa per applicazioni stazionarie, ma gli ultimi sviluppi stanno cambiando questa prospettiva.

Una recente analisi internazionale evidenzia infatti come alcuni prototipi di batterie agli ioni di sodio siano ormai vicini a una densità energetica di 200 Wh/kg. Un risultato particolarmente significativo, considerando che le soluzioni commerciali attuali si collocano generalmente intorno ai 100-160 Wh/kg e devono ancora colmare parte del divario rispetto alle migliori batterie agli ioni di litio.

Perché il sodio può essere interessante

Il principio di funzionamento delle batterie al sodio è simile a quello delle più diffuse batterie al litio. Durante i cicli di carica e scarica, gli ioni si spostano tra anodo e catodo attraverso l'elettrolita. A cambiare è soprattutto l'elemento utilizzato per il trasporto della carica.

Il vantaggio principale del sodio riguarda la sua grande disponibilità e la distribuzione molto più uniforme delle risorse rispetto al litio. Questo potrebbe contribuire a ridurre la pressione sulle materie prime e, soprattutto, a rendere la produzione meno dipendente da alcune catene di approvvigionamento.

Anche la possibilità di utilizzare processi produttivi e parte delle infrastrutture già sviluppate per le batterie al litio rappresenta un elemento interessante per l'industrializzazione. A questo si aggiunge una buona stabilità termica, caratteristica che potrebbe favorire l'utilizzo della tecnologia in determinate applicazioni.

Il traguardo dei 200 Wh/kg cambia le prospettive

La densità energetica è uno degli aspetti più importanti quando si parla di automobili elettriche. Una batteria più densa permette infatti di ottenere maggiore capacità mantenendo sotto controllo peso e dimensioni del pacco.

Arrivare vicino ai 200 Wh/kg a livello di celle rappresenterebbe quindi un importante passo avanti per il sodio. Non significa però che le batterie al sodio abbiano già raggiunto le migliori batterie al litio disponibili sul mercato: il dato dei 200 Wh/kg riguarda soprattutto prototipi avanzati, mentre la produzione commerciale rimane su valori inferiori.

La ricerca sta intervenendo su diversi componenti contemporaneamente, dagli elettrodi agli elettroliti, passando per separatori, collettori di corrente e altri materiali. Proprio il miglioramento degli elettroliti, con maggiore conducibilità ionica e stabilità elettrochimica, è considerato uno dei fattori che stanno contribuendo all'aumento delle prestazioni.

Dove potrebbero arrivare sulle auto elettriche

Le batterie al sodio potrebbero trovare il loro spazio soprattutto nelle automobili elettriche compatte ed economiche. Per una city car utilizzata prevalentemente in ambito urbano, infatti, non è necessariamente indispensabile avere 600 o 700 km di autonomia.

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In questi casi potrebbe essere più importante avere una batteria economica, robusta e sufficientemente capiente, riducendo il costo complessivo dell'auto. Non a caso, CATL ha già portato la tecnologia Naxtra verso la produzione di serie, dichiarando una densità fino a 175 Wh/kg e autonomie superiori a 400 km per alcune applicazioni.

Rimangono comunque diverse sfide da affrontare. Le dimensioni maggiori degli ioni di sodio possono sottoporre gli elettrodi a maggiori sollecitazioni durante i cicli di carica e scarica, mentre restano da migliorare alcuni aspetti legati alla degradazione, all'autoscarica e alla produzione industriale.

La vera partita, quindi, non sarà semplicemente raggiungere un determinato numero di Wh/kg. Sarà necessario ottenere contemporaneamente costo competitivo, durata, sicurezza, prestazioni e produzione su larga scala.

Le batterie al sodio non sembrano quindi destinate a sostituire completamente il litio, almeno non nel breve periodo. Più probabilmente, le due tecnologie finiranno per convivere, con il sodio particolarmente interessante per le auto elettriche più accessibili e per alcune applicazioni dove il costo e la disponibilità delle materie prime contano più della massima densità energetica.

Secondo voi, le batterie al sodio potrebbero essere la soluzione per rendere finalmente le auto elettriche davvero più economiche?

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