C’è una questione tecnica di fondo e, ovviamente, un tema finanziario, dietro la ricerca e sviluppo di soluzioni come le batterie agli ioni di sodio, che Catl sta portando avanti e si appresta a testare con una flotta di veicoli in condizioni ambientali estreme.

Il vantaggio tecnico delle celle agli ioni di sodio è, anzitutto, nella sicurezza in caso di danneggiamento della batteria: le celle non prendono fuoco né tantomeno esplodono. Il secondo vantaggio è legato alle operazioni in condizioni meteo estremamente fredde, vista la capacità delle batterie con celle agli ioni di sodio di conservare il 90% della propria capacità anche a temperature ambientali di -30° C. Un vantaggio notevole rispetto alle prestazioni delle batterie con celle al litio-ferro-fosfato e al nickel-manganese-cobalto in condizioni di temperatura ambientali rigide.

Dopo i veicoli commerciali, tre ambiti di applicazione

Le batterie al NMC restano, in Cina, la tipologia con la maggiore capacità produttiva installata, che ammonta a 769 gigawatt/ora, seguita dalla produzione di batterie al litio-ferro-fosfato, per 625 GWh.

Per la diffusione in grande serie delle batterie agli ioni di sodio servirà ancora tempo e Catl condurrà i primi test con modelli del brand Changan per quanto riguarda le autovetture. Sui veicoli commerciali, invece, la batteria Naxtra agli ioni di sodio è già realtà ed è applicata in una taglia da 45 kWh sul mercato. Auto, veicoli commerciali, sistemi di accumulo (che traggono vantaggio della possibilità delle celle di sostenere 10 mila cicli di carica/scarica) e soluzioni di sostituzione della batteria (swap) sono i fronti sui quali Catl applicherà la tecnologia agli ioni di sodio.

Densità energetica da incrementare

Resta un punto ancora da sviluppare, quello legato alla densità energetica, che si attesa sui 175 Wh/kg rispetto agli oltre 200 watt/ora per kg delle celle al LFP e i valori ancora superiori delle celle con chimica nickel-manganese-cobalto (al limite dei 250 Wh/kg). L’orizzonte temporale per portare le specifiche delle celle agli ioni di sodio al livello delle celle LFP è di tre anni, una prospettiva alla quale legare la riduzione dei costi di produzione in rapporto all’incremento delle economie di scala. I prezzi del litio - materia prima estratta dalle miniere - sono in aumento dal 2023 e soluzioni di celle basate sul sodio diventano di gran lunga più economiche in prospettiva.

Gestione termica meno esigente

Tornando ai vantaggi strettamente operativi per le auto elettriche e ibride ad alta autonomia, le prestazioni superiori sotto il profilo termico delle celle agli ioni di sodio permettono il mantenimento di una capacità ricaricabile della batteria superiore (92% a -20° C); in aggiunta, subiscono un incremento di temperatura inferiore (5° C) durante la ricarica ad alta potenza, 5 volte maggiore della loro capacità: una batteria da 45 kWh, quindi, ricaricata a 225 kW. Minori esigenze di gestione termica della batteria, sia nel suo precondizionamento alle temperature d’esercizio ottimali, che di riduzione della potenza si ricarica per non sviluppare calore eccessivo, finiscono a vantaggio dell’intero sistema elettrico.