Cinque volte più veloce: la tecnologia che cambia la ricarica degli EV al freddo

Un'innovazione sviluppata dall'Università del Michigan potrebbe risolvere uno dei principali problemi che affliggono i veicoli elettrici: la ricarica lenta a basse temperature. Grazie a una modifica nel processo di produzione delle batterie agli ioni di litio, i ricercatori sono riusciti a velocizzare la ricarica fino a cinque volte in condizioni di freddo intenso, senza compromettere la densità energetica.

"Per la prima volta, abbiamo mostrato un percorso per ottenere una ricarica estremamente veloce a basse temperature, senza sacrificare la capacità della batteria agli ioni di litio", ha dichiarato Neil Dasgupta, professore associato di ingegneria meccanica e scienza dei materiali presso l'Università del Michigan. Lo studio è disponibile a questo indirizzo.

Crediti immagine: Marcin Szczepanski, Michigan Engineering

Il problema principale della ricarica a basse temperature è la formazione di un rivestimento chimico sulla superficie dell'elettrodo, che ostacola il movimento degli ioni di litio all'interno della batteria. Per superare questo ostacolo, il team di ricerca ha messo a punto un duplice approccio.

Per prima cosa, sono stati creati canali microscopici nell'anodo di grafite per mezzo di laser per migliorare il flusso degli ioni. Questo metodo, pur funzionando bene a temperatura ambiente, si rivelava inefficace con il freddo.

La svolta è arrivata con l'introduzione di un rivestimento in materiale vetroso composto da borato-carbonato di litio, spesso circa 20 nanometri. Questa pellicola impedisce la formazione dello strato chimico indesiderato, permettendo una ricarica molto più rapida anche a temperature sotto lo zero. L'effetto combinato delle microstrutture e del rivestimento ha permesso di ottenere batterie capaci di ricaricarsi fino a 500% più velocemente a -10°C rispetto alle attuali tecnologie.

Secondo Dasgupta, "la sinergia tra architetture tridimensionali e interfacce artificiali consente di affrontare simultaneamente il trilemma della ricarica veloce a basse temperature per la guida a lunga percorrenza".

Questa innovazione potrebbe rappresentare una svolta cruciale per l'adozione dei veicoli elettrici, affrontando uno dei timori principali dei consumatori: la perdita di autonomia e la lentezza della ricarica in inverno.

Un'indagine della American Automobile Association (AAA) ha rivelato che tra il 2023 e il 2024 l'interesse degli adulti statunitensi per l'acquisto di un'auto elettrica era calato dal 23% al 18%, con il 63% degli intervistati che dichiarò di essere poco interessato all'acquisto di un EV come prossimo veicolo. Uno dei motivi principali è proprio la riduzione dell'autonomia e l'allungamento dei tempi di ricarica durante i mesi più freddi.

Attualmente, anche con le tecnologie di ricarica rapida più avanzate, un veicolo elettrico impiega tra i 30 e i 40 minuti per ricaricarsi completamente, tempo che aumenta sensibilmente in inverno, arrivando a superare un'ora. La soluzione dell'Università del Michigan potrebbe drasticamente ridurre questa attesa, rendendo l'esperienza di guida elettrica molto più pratica e conveniente.

Per rendere questa tecnologia disponibile su larga scala, il team sta lavorando alla sua integrazione nei processi di produzione industriale, grazie anche al supporto del Michigan Economic Development Corporation. Inoltre, Arbor Battery Innovations ha già ottenuto la licenza per commercializzare la tecnologia basata sui canali microscopici.