Quale tipo di batteria viene utilizzata nelle auto ibride?

Quale tipo di batteria viene utilizzata oggi nelle auto ibride? I tipi più comuni sono il biossido di cobalto, l'idruro di nichel-metallo o gli ioni di litio.

Nichel-metallo idruro

Questa batteria è ampiamente utilizzata nelle auto ibride e nei telefoni cellulari. Inizialmente utilizzata in applicazioni aerospaziali, ha una lunga durata e una ragionevole capacità di energia e potenza specifica. Sebbene non sia durevole quanto le batterie al piombo, è altamente tollerante agli abusi. Tuttavia, una batteria al nichel-metallo idruro non è un sostituto perfetto di una batteria alcalina. I suoi svantaggi includono un'elevata autoscarica, il surriscaldamento e una capacità di accumulo limitata.

Le batterie agli ioni di litio e ai polimeri utilizzate nei veicoli ibridi sono in gran parte sicure. Una garanzia di due anni sulle batterie ibride Toyota copre tutti i componenti della batteria per 120 mesi o 240.000 km, a meno che non siano state utilizzate in modo improprio. Tuttavia, le batterie agli ioni di litio e ai polimeri hanno una durata simile e non sono altrettanto affidabili. Inoltre, una batteria al litio-metallo idruro è molto più pesante di una batteria al nichel-metallo idruro, quindi non è durevole quanto le batterie Ni-MH.

Sebbene la batteria al nichel-metallo idruro sia meno potente delle batterie agli ioni di litio, è anche più piccola e leggera della sua controparte agli ioni di litio. Le dimensioni e il peso di un pacco batteria costituiscono uno svantaggio significativo, motivo per cui la versione bipolare è un'opzione migliore. Le celle delle batterie bipolari consentono inoltre di stipare 1,4 volte più celle nello stesso spazio.

Un'altra differenza significativa tra i due è la velocità di ricarica delle batterie agli ioni di litio. Le batterie agli ioni di litio sono più veloci e possono gestire richieste di potenza improvvise, mentre le batterie NiMH hanno un tempo di ricarica più lungo. Tuttavia, entrambi i tipi di batterie sono ancora ampiamente utilizzati nelle auto ibride e nei veicoli ibridi plug-in. Una batteria al nichel-metallo idruro è solitamente una scelta migliore per le auto ibride, a meno che non siano dotate di un sistema di propulsione ibrido.

Negli ultimi anni, molti produttori di veicoli ibridi sono passati alle batterie agli ioni di litio. Recuperano questo materiale come materia prima preziosa per i loro nuovi motori ibridi. Nel frattempo, il produttore della batteria NiMH ha iniziato a fornire alla casa automobilistica terre rare. Questo lo rende il primo a riciclare le batterie al nichel-metallo idruro. Tuttavia, sono ancora lontani dall'obiettivo finale del 100% di riciclo delle batterie del settore.

Una batteria al nichel-metallo idruro è anche più ecologica delle batterie agli ioni di litio. La densità energetica di una batteria NiMH è inferiore di circa il 40% rispetto a quella di una batteria agli ioni di litio. Una batteria di grandi dimensioni in un veicolo ibrido può contribuire a ridurre peso e potenza, ma una batteria troppo pesante aumenterà il peso. In futuro, altri tipi di batterie potrebbero essere più diffusi nel settore automobilistico.

Alcune case automobilistiche non producono abbastanza ibridi. Tuttavia, la domanda di veicoli ibridi è in crescita. La batteria è parte integrante del settore ibrido e Toyota sta cercando di aumentarne le vendite. L'ultimo investimento dell'azienda porterà a una capacità di 200 gigawattora. Quindi, qual è la batteria migliore per i veicoli ibridi?

Ioni di litio

La tecnologia alla base delle batterie agli ioni di litio è ancora in evoluzione, ma alcuni vantaggi sono evidenti. Il primo è il loro rapporto peso/energia. Il peso ridotto si traduce anche in una migliore maneggevolezza, una maggiore autonomia e una maggiore manovrabilità su strade tortuose. Le batterie agli ioni di litio dovranno ancora aspettare qualche anno per diventare di uso comune, ma si stanno dimostrando efficaci nelle applicazioni per auto ibride. Ecco alcuni motivi della loro crescente popolarità.

Un pacco batteria agli ioni di litio alimenta i motori elettrici. È più leggero di una batteria al piombo e dura più a lungo. La nuova tecnologia promette prestazioni ancora migliori. Le batterie agli ioni di litio sono disponibili anche nei modelli di auto ibride, tra cui la nuova Honda CR-V. Sono un componente essenziale delle auto ibride e dei veicoli elettrici.

Un altro importante vantaggio della tecnologia delle batterie agli ioni di litio è la sua rapida ricaricabilità. Le batterie agli ioni di litio possono essere ricaricate in poche ore, il che è particolarmente interessante per gli automobilisti attenti al proprio impatto ambientale. Queste batterie sono leggere, riciclabili e possono durare fino a 72 km con la sola alimentazione elettrica. Offrono inoltre il vantaggio aggiuntivo di essere più veloci delle ibride standard.

In termini di sicurezza, i veicoli ibridi offrono la stessa sicurezza dei veicoli a benzina comparabili. A differenza delle loro controparti a benzina, gli ibridi non rappresentano un problema significativo per i soccorritori o i passeggeri in caso di incidente. Un involucro metallico li protegge e offre un elevato livello di isolamento. Toyota posiziona i pacchi batteria vicino all'asse posteriore per garantire la massima protezione in caso di collisione. Gli ibridi avvolgono anche i cavi della batteria in un rivestimento arancione brillante.

Sebbene la tecnologia alla base delle batterie agli ioni di litio sia ancora in evoluzione, ha il potenziale per diventare una parte vitale del futuro della produzione energetica. L'EPA ha recentemente approvato un finanziamento di 1,5 miliardi di dollari per contribuire allo sviluppo dell'industria degli ioni di litio negli Stati Uniti. La nuova strategia della Commissione Europea sulle materie prime al litio mira ad aumentare di 18 volte l'approvvigionamento di litio in Europa entro il 2030 e a ridurre la dipendenza dai paesi terzi.

Mentre i veicoli ibridi possono risparmiare carburante, possono anche ridurre le emissioni di carbonio. Le batterie al piombo utilizzate nelle auto ibride hanno il livello di emissioni più elevato e sono le più costose. Questi materiali tossici sono anche pesanti e rallentano le prestazioni delle auto ibride. Per ridurre al minimo questo problema, i produttori stanno ora sostituendo le batterie al piombo con batterie al nichel-metallo idruro. Ci sono anche differenze di prestazioni tra le batterie ibride piombo-acido e agli ioni di litio.

Mentre le batterie al cobalto e agli ioni di litio stanno diventando sempre più popolari, sono emerse preoccupazioni sulla sostenibilità della loro fornitura. Le elevate concentrazioni geopolitiche di cobalto e litio e il rapido upscaling della catena di approvvigionamento hanno portato a interrogarsi su come i materiali possano essere prodotti in modo sostenibile. Ma questo è tutto prevedibile con il rapido sviluppo del mercato dei veicoli elettrici. Per ora, queste tecnologie stanno fornendo ampia energia ai veicoli ibridi.