Mentre le case automobilistiche oggi inseguono il leader del mercato Tesla Inc, cercando di costruire auto che possano percorrere 300 miglia (482 km) o più tra una carica e l'altra, le startup di batterie prevedono che l'autonomia sarà meno importante man mano che i caricatori pubblici di veicoli elettrici (EV) diventeranno onnipresenti. Nella ricerca di batterie più piccole che si ricaricano molto rapidamente, le startup stanno sperimentando materiali come il silicio-carbonio, il tungsteno e il niobio.

La batteria è la parte più costosa di un veicolo elettrico, quindi una vera ricarica rapida unita a caricabatterie ampiamente disponibili - la mancanza di infrastrutture di ricarica oggi è vista come un rallentamento dell'adozione più ampia dei veicoli elettrici - consentirebbe alle case automobilistiche di costruire auto con batterie più piccole a prezzi più accessibili, aumentando i profitti grazie alla vendita di un maggior numero di veicoli a un pubblico più ampio.

"I primi utilizzatori, nella fascia alta del mercato, volevano batterie più grandi e un'autonomia maggiore, perché potevano permetterselo", ha detto Sai Shivareddy, amministratore delegato di Nyobolt, una startup che sviluppa materiali anodici all'ossido di niobio per batterie che possono caricarsi in pochi minuti. "Per un'adozione mainstream più sensibile ai costi, sono necessari pacchi batteria più piccoli... ma con la stessa esperienza di oggi (con le auto a combustibile fossile), dove si può fare il pieno in 5 minuti".

La Cina domina la produzione globale di batterie per veicoli elettrici e aziende come Contemporary Amperex Technology Co (CATL) stanno sviluppando batterie che consentono di andare più lontano con una singola carica.

Le case automobilistiche cinesi hanno lanciato piccoli EV a basso costo, come la Wuling Hongguang Mini - che, anche con i recenti aumenti dei prezzi delle batterie, viene ancora venduta a circa 6.500 dollari. L'auto è una joint venture tra SAIC Motor Corp Ltd, General Motors Co e Wuling Motors.

Startup occidentali come Nyobolt ed Echion Technologies, con sede a Cambridge, o Group14 Technologies, con sede a Woodinville, Washington, stanno lavorando su materiali elettrodici per portare sul mercato batterie a ricarica super rapida.

Secondo la piattaforma di dati sulle startup PitchBook, gli investimenti nella tecnologia delle batterie EV sono aumentati di oltre sei volte, passando da 1,5 miliardi di dollari nel 2020 a 9,4 miliardi di dollari nel 2021, in quanto le case automobilistiche si sono concentrate sul futuro.

"Siamo nelle fasi larvali dello sviluppo delle batterie", ha dichiarato Lincoln Merri
hew, vicepresidente della società di analisi dei dati Pulse Labs. Ecco un grafico: https: //tmsnrt.rs/3NOMxqS

Diventare piccoli potrebbe anche alleviare gli incombenti colli di bottiglia dei materiali delle batterie, dato che la domanda di EV è in aumento, utilizzando meno cobalto e nichel, dove la Cina domina la raffinazione e la lavorazione.

Un altro vantaggio è che le case automobilistiche potrebbero rivendicare vittorie in termini di sostenibilità, utilizzando materiali meno dannosi negli EV ed emettendo meno CO2 nella loro produzione.

"Riprogettare il veicolo per ridurre al minimo le dimensioni delle batterie, dato che sono così costose, cambierà le carte in tavola", ha detto l'amministratore delegato di Ford Motor Co, Jim Farley, in occasione di una conferenza a giugno. La casa automobilistica statunitense, ha aggiunto, vuole "la batteria più piccola possibile per un'autonomia competitiva" nella sua prossima generazione di veicoli elettrici a partire dal 2026.

Altri stanno spremendo più efficienza dalle batterie esistenti, come ha fatto Mercedes-Benz con il suo prototipo EQXX con un'autonomia di 1.000 km (621 miglia).

EV PIÙ AFFORDABILI

La

ricarica rapida oggi è limitata dalla capacità delle batterie EV di assorbire rapidamente l'energia. La ricarica rapida può ridurre la durata di vita delle batterie o surriscaldarle, quindi la maggior parte degli EV limita la velocità di ricarica per proteggerle.

Nella sede centrale di Nyobolt, il CEO Shivareddy carica quattro batterie in circa tre minuti e le collega a un aspirapolvere robotico che pulisce il pavimento dietro di lui mentre parla.

Il niobio è un metallo stabile spesso utilizzato per rafforzare l'acciaio - i maggiori depositi al mondo si trovano in Brasile e in Canada. Utilizzato negli anodi o nei catodi, le startup come Nyobolt ed Echion affermano che il niobio può gestire una carica super-veloce e durare molti anni in più rispetto alle batterie attuali.

Nyobolt si sta concentrando sugli EV da corsa ad alte prestazioni e Shivareddy ha detto che ci vorranno anni di convalida prima che le case automobilistiche siano pronte a utilizzare le sue batterie nei modelli di massa.

A pochi chilometri da Nyobolt, gli anodi di niobio di Echion sono inizialmente destinati agli EV commerciali, come i veicoli da miniera, che operano in modo continuo e necessitano di una ricarica rapida.

L'amministratore delegato Jean de La Verpilliere ha detto che l'obiettivo di Echion è di avere batterie pronte per gli EV passeggeri entro il 2025.

"Batterie più piccole significano prezzi più bassi e quindi più persone possono permettersi gli EV", ha detto.

L'azienda mineraria brasiliana CBMM domina la produzione di niobio e ha investito in Echion e in altre startup e sta testando il niobio con altri, tra cui l'azienda di materiali per batterie Nano One, Toshiba e Volkswagen Caminhoes e Onibus, una filiale brasiliana dell'unità di autotrasporti Traton di Volkswagen.

Rogerio Marques Ribas, responsabile del programma batterie del CBMM, ha detto che sebbene la densità energetica del niobio possa essere fino al 20% inferiore rispetto ad alcune batterie contemporanee, "possiamo offrire una durata da tre a dieci volte superiore e una maggiore sicurezza durante la ricarica in pochi minuti".

"Le materie prime saranno un collo di bottiglia per le batterie", ha aggiunto Ribas. "Nel prossimo futuro ci si chiederà: perché avere una batteria grande?".

'IL MERCATO DECIDE LA GAMMA'

Il niobio non è l'unico materiale che le startup stanno esplorando.

Group14 Technologies produce un materiale anodico al silicio-carbonio che consente alle batterie agli ioni di litio di contenere fino al 50% di energia in più. L'azienda ha raccolto 400 milioni di dollari dagli investitori a maggio.

Testando il materiale di Group14, il produttore di batterie StoreDot, sostenuto da Mercedes, ha caricato le batterie all'80% della capacità in 10 minuti. L'amministratore delegato di Group14, Rick Luebbe, ha dichiarato che il suo materiale anodico potrebbe offrire una carica rapida agli EV in cinque minuti.

"Quando posso ricaricare il mio pacco batterie in cinque o 10 minuti... allora non ha molta importanza quale sia l'autonomia, se 150 miglia o 300 miglia", ha detto Luebbe.

La startup Our Next Energy (ONE), con sede nel Michigan, ha sviluppato la sua batteria Gemini "a doppia chimica", che comprende una batteria di trazione standard al litio ferro fosfato (LFP) con una seconda batteria "range extender" che utilizza sostanze chimiche più avanzate e costose, offrendo opzioni di autonomia bassa, media e alta.

"È il mercato a decidere il giusto livello di autonomia", ha dichiarato il CEO Mujeeb Ijaz.

Secondo i dati del settore, l'auto americana media percorre meno di 30 miglia al giorno. In Europa, la media è meno della metà.

Isobel Sheldon, responsabile della strategia dell'azienda britannica di batterie Britishvolt, ha affermato che quando i proprietari di veicoli elettrici si renderanno conto di pagare più di quanto necessario, il mercato richiederà un'autonomia inferiore.

"Man mano che il mercato matura, le persone inizieranno a chiedersi perché sto pagando migliaia di euro... per una batteria che non userò mai", ha detto. "La maggior parte dell'uso dell'auto è per andare a fare la spesa, andare a trovare gli amici o lasciare i bambini a scuola, non per andare a Monaco".