Quanto durano le batterie delle auto elettriche: differenze tra LFP e NMC

La batteria di un'auto elettrica non deve essere necessariamente sostituita dopo pochi anni. La sua longevità dipende soprattutto dalla chimica utilizzata, dal numero di cicli accumulati, dalle modalità di ricarica e dalle temperature alle quali viene impiegata. Le due famiglie più diffuse considerate in questa analisi sono le LFP, al litio-ferro-fosfato, e le NMC, basate su nichel, manganese e cobalto.

Un pacco formato da celle e moduli

Quella comunemente chiamata batteria è in realtà un pacco composto da numerose celle. Queste vengono raggruppate in moduli, a loro volta collegati per formare l'insieme installato sull'auto. A seconda della configurazione, un modulo può contenere circa un centinaio di celle, mentre un intero pacco può arrivare a contarne quasi 8.000. Le celle meno recenti potevano avere un formato cilindrico, come le 18650, mentre oggi vengono impiegate anche soluzioni prismatiche.

La chimica delle celle determina una parte importante delle caratteristiche del pacco. Le batterie LFP privilegiano resistenza nel tempo e sicurezza, risultando meno soggette all'usura rispetto alle NMC e meno sensibili agli stress provocati da caldo e freddo estremi. Sono quindi particolarmente interessanti per chi intende conservare l'auto a lungo.

La Fiat Grande Panda e la longevità delle batterie LFP

La Fiat Grande Panda elettrica viene indicata come esempio di auto dotata di batteria LFP. Con una percorrenza annua di circa 15.000 km, il pacco potrebbe superare il mezzo milione di chilometri, grazie al numero elevato di cicli di carica e scarica sopportato da questa chimica.

Un ciclo non coincide con ogni collegamento alla presa: rappresenta complessivamente una carica completa dallo 0 al 100%. Una ricarica dal 50 al 100% vale quindi mezzo ciclo. Secondo i dati citati, le più comuni batterie LFP possono raggiungere tra 6.000 e 10.000 cicli conservando un'efficienza intorno al 70%. Superata questa soglia la batteria non diventa automaticamente inutilizzabile, ma può mostrare un degrado superiore al 30%.

Un caso concreto, pur non sufficiente per trarre conclusioni universali, riguarda un'auto elettrica impiegata come taxi per circa cinque anni. Dopo 660.000 km e un uso molto frequente della ricarica rapida in corrente continua, il pacco mostrava uno stato di salute, o State of Health, del 62%: il degrado rilevato era quindi di circa il 38%. L'autonomia dichiarata inizialmente era di 600 km, mentre quella ottenuta dopo questa percorrenza era di circa 400 km. La batteria risultava ancora utilizzabile e il proprietario intendeva conservarla oltre il milione di chilometri.

NMC: più densità energetica, ma maggiore attenzione

Le batterie NMC offrono una densità energetica superiore: a parità di peso possono immagazzinare più energia e quindi favorire una maggiore autonomia. Nell'esempio proposto, un pacco LFP da circa 400 kg corrisponderebbe indicativamente a 40 kWh, mentre un pacco NMC dello stesso peso potrebbe raggiungere almeno 55 kWh. Si tratta di un confronto orientativo, utile a spiegare il diverso rapporto tra massa ed energia.

Il rovescio della medaglia è una maggiore sensibilità ai cicli profondi, alle alte temperature e alle abitudini di ricarica. Portare regolarmente una batteria NMC al 100% può accelerare la perdita di capacità nel corso degli anni. L'indicazione pratica è mantenerla, quando possibile, tra il 20 e l'80%, evitando di lasciarla a lungo vicino o sotto il 10% oppure completamente carica.

Tra i fenomeni che contribuiscono al degrado rientra la formazione dei dendriti, cristalli di litio che si sviluppano all'interno delle celle durante la ricarica. Possono crescere più facilmente quando la batteria viene caricata molto rapidamente oppure a temperature troppo basse o troppo alte. Nel tempo questi cristalli possono danneggiare il separatore e provocare conseguenze permanenti.

Un singolo episodio in condizioni sfavorevoli non implica però la rottura immediata del pacco. Il problema è cumulativo: ripetere per molti anni ricariche nelle condizioni più stressanti può ridurre la durata complessiva. Per questo le corrette abitudini contano soprattutto sul lungo periodo, senza trasformare ogni ricarica al 100% o al freddo in un'emergenza.

Stato solido, grafene e anodo di silicio

Le tecnologie future promettono ulteriori miglioramenti. Le batterie allo stato solido sostituiscono l'elettrolita liquido tradizionale con uno solido e puntano a offrire maggiore densità energetica, ricariche più rapide e una vita utile più lunga. Le prime applicazioni automobilistiche potrebbero arrivare entro cinque anni, mentre per la diffusione su utilitarie come la Fiat Grande Panda potrebbero servire più di cinque anni, forse dieci.

Il grafene viene considerato per aumentare la capacità di accumulo e migliorare la velocità di ricarica, anche in combinazione con soluzioni allo stato solido. Le batterie con anodo di silicio, già alla loro prima comparsa su smartphone cinesi di fascia alta, possono contenere più litio e offrire una capacità superiore rispetto alle tecnologie tradizionali. Sono inoltre descritte come poco soggette al degrado, ma un eventuale impiego automobilistico su larga scala viene collocato a diversi anni di distanza.

Le tecnologie attuali, tuttavia, consentono già durate incompatibili con il timore di dover sostituire la batteria ogni quattro anni. In funzione dell'impiego e della gestione delle ricariche, viene prospettata una vita dell'auto di 10, 15 o anche 20 anni. A questo si aggiungono garanzie che, a seconda del costruttore, possono essere di otto anni o 160.000 km, arrivando in alcuni casi a 190.000 o 240.000 km.

Una domanda per voi

Le diverse esigenze di durata e autonomia dovrebbero orientare la scelta tra una batteria LFP e una NMC?

Nota sulla redazione

Questo articolo è stato generato con il supporto dell'intelligenza artificiale a partire dalla trascrizione del video originale, riorganizzandone i contenuti in forma editoriale. Le informazioni riportate derivano da quanto espresso nel video.