Novità sulle batterie allo stato solido: la Cina investirà 6 miliardi di yuan in ricerca e sviluppo

Il 29 maggio è stato riferito che la Cina prevede di investire 6 miliardi di yuan nella ricerca e nello sviluppo delle batterie a stato solido. Questo investimento supporterà sei società, tra cui CATL, BYD, FAW, SAIC, Welion e Geely.

Allo stesso tempo, la concorrenza nel settore delle batterie allo stato solido si sta surriscaldando. Le aziende stanno accelerando la ricerca e annunciando le tempistiche di produzione. Tuttavia, ci sono ancora molte sfide per la commercializzazione. I costi elevati rappresentano il principale ostacolo alla diffusione delle batterie allo stato solido.

Rispetto alle tradizionali batterie a liquido, le batterie allo stato solido hanno costi di produzione più elevati. Ciò è dovuto ai nuovi materiali e design utilizzati, che sono più costosi da produrre.

Per far fronte ai costi elevati, alcune aziende si rivolgono alle batterie semisolide come soluzione di compromesso. Tuttavia, queste non hanno le stesse prestazioni delle batterie allo stato solido. La sfida è ridurre i costi mantenendo le prestazioni. Gli esperti ritengono che con i continui progressi tecnologici e i miglioramenti dei processi, il costo delle batterie allo stato solido diminuirà, rendendole più redditizie dal punto di vista commerciale.

Le aziende annunciano le tempistiche di produzione

Le aziende sono ansiose di annunciare le tempistiche di produzione delle batterie allo stato solido. Tra le sei aziende coinvolte, ci sonoaziende produttrici di batterie al litioe produttori di automobili. La maggior parte mira ad avviare la produzione di massa entro il 2027.

Ad aprile, il capo scienziato della CATL, Wu Kai, ha condiviso che il livello di maturità delle batterie allo stato solido è pari a 4 su una scala da 1 a 9. Entro il 2027, mirano a raggiungere il livello 7-8, che potrebbe consentire una produzione su piccola scala. Tuttavia, la produzione su larga scala rappresenta ancora una sfida a causa dei costi elevati.

Welion, una società privata con sede a Pechino, prevede di raggiungere la produzione di massa di batterie allo stato solido entro la fine del 2026, migliorando così la sicurezza delle batterie entro quella data.

Il 30 maggio Lianhong Xinke, una società quotata in borsa, ha annunciato progressi nella collaborazione con Welion. Hanno formato una joint venture, Lianhong Welion, per sviluppare materiali chiave per batterie allo stato solido e batterie semisolide. Hanno già realizzato alcuni progressi tecnici negli elettroliti e negli anodi di silicio-carbonio.

Tra i produttori di automobili, il 24 maggio il Gruppo SAIC ha annunciato la tempistica di produzione delle batterie allo stato solido. Mirano a ridurre i costi unitari fino al 40% attraverso innovazioni di materiali e processi. Questo ottobre prevedono di consegnare l’IM L6 con batterie allo stato solido Lightyear, che vantano una densità di energia di oltre 300 Wh/kg e un’autonomia di oltre 1.000 chilometri. Entro il 2026 si prevede di completare i test sui prototipi con una densità energetica superiore a 400 Wh/kg, più del doppio di quella delle batterie tradizionali.

Entro il 2027, le nuove auto con batterie allo stato solido di IM Motors entreranno nella produzione di massa e saranno consegnate agli utenti. I futuri miglioramenti potrebbero aumentare la densità energetica a 500 Wh/kg.

Le batterie allo stato solido utilizzano composti di vetro anziché elettroliti liquidi, offrendo maggiore densità energetica e sicurezza. Si comportano bene nei freddi inverni settentrionali, risolvendo i problemi di sicurezza e di prestazioni a bassa temperatura che influiscono sull’autonomia dei veicoli elettrici.

Rispetto alle batterie liquide, le batterie allo stato solido sono più sicure, senza rischi di perdite e senza rischi di esplosione o incendio dovuti agli urti dei veicoli. Offrono anche una maggiore densità di energia, aumentando significativamente la portata. Le loro dimensioni più piccole e il peso più leggero contribuiscono ad ulteriori miglioramenti della portata.

Novità sulle batterie a stato solido: la commercializzazione deve affrontare sfide ad alto costo

Nonostante l’entusiasmo, la commercializzazione delle batterie allo stato solido deve affrontare molte sfide. I principali svantaggi sono i costi elevati e la bassa conduttività.

Ad esempio, le batterie allo stato solido con anodi di grafite costano circa 150 dollari per kWh, mentre le batterie liquide con anodi di grafite costano circa 120 dollari per kWh. Ciò significa che le batterie allo stato solido sono circa il 30% più costose.

Attualmente il costo per kWh delle batterie allo stato solido è di circa 150 dollari, quasi il doppio di quello delle tradizionali batterie al litio. Usare la tecnologia esistente per produrre abbastanza batterie allo stato solido per le automobili sarebbe molto costoso.

Si prevede che entro il 2026, con la maturazione della catena di fornitura, il costo delle batterie allo stato solido si avvicinerà a quello delle batterie liquide. Ciò richiederà un aumento della produzione, una riduzione dei costi dei materiali e l’ottimizzazione della catena di approvvigionamento per migliorare l’efficienza. La ricerca sugli elettroliti compositi, combinando materiali diversi, può migliorare le prestazioni e ridurre i costi.

Sebbene le batterie allo stato solido non abbiano ancora raggiunto la commercializzazione su larga scala, stanno iniziando a mostrare valore nei veicoli elettrici, nell’elettronica 3C e nello stoccaggio globale dell’energia.

Secondo il China Business Industry Research Institute, se le batterie allo stato solido potessero essere industrializzate e aumentare gradualmente la penetrazione, il mercato delle batterie allo stato solido nelle batterie di potenza potrebbe raggiungere circa 6 miliardi di yuan entro il 2025.

Tuttavia, alcuni leader del settore non sono ottimisti riguardo alla produzione di massa di batterie allo stato solido. Il fondatore di NIO William Li ha dichiarato pubblicamente che la produzione di massa di batterie completamente allo stato solido è ancora lontana e potrebbe richiedere altri 5-10 anni.

Novità sulle batterie a stato solido: nuovo percorso per le batterie a stato semi-solido

Batterie allo stato semisolidostanno emergendo come un’opzione promettente poiché le batterie allo stato solido sono ancora lontane dalla produzione di massa. A maggio BAK Battery ha lanciato tre nuove batterie al litio semi-solido. Prevedono di aumentare la densità energetica delle batterie allo stato semisolido con anodo di litio metallico fino a 450 Wh/kg entro la fine del 2024.

Il 30 maggio, Foton Motor ha annunciato che stanno sviluppando e testando batterie allo stato semisolido per autocarri leggeri. Stanno anche studiando l'uso delle batterie allo stato solido nei veicoli.

Anche altre case automobilistiche come Changan e GAC Group stanno pianificando di rilasciare veicoli a nuova energiabatterie allo stato semisolido.

Batterie allo stato semisolidotecnicamente si collocano tra le tradizionali batterie a liquido e le batterie a stato solido. Offrono alcuni vantaggi delle batterie allo stato solido, come maggiore sicurezza e migliori prestazioni a basse temperature. Sono più facili ed economici da produrre, rendendone la commercializzazione più fattibile.

Tuttavia, batterie allo stato semisolidoaffrontare diverse sfide. Il mercato esistente dispone di sistemi di batterie a liquido ben consolidati, quindi le nuove tecnologie devono superare le barriere sia tecniche che di mercato. Inoltre, i miglioramenti delle prestazioni dibatterie allo stato semisolidosono limitati, il che rende difficile soddisfare pienamente la domanda dei consumatori in termini di elevata densità energetica ed elevata sicurezza.

Nel frattempo CATL esplora anche nuove strade. Recentemente hanno introdotto le batterie a condensato, che possono essere prodotte in serie più velocemente delle batterie allo stato solido e offrono sia un’elevata densità di energia che un’elevata sicurezza, con una densità di energia che arriva fino a 500 Wh/kg.