Le batterie allo stato solido? Prima sugli smartphone, poi sulle auto elettriche

Il nodo non è il laboratorio, ma la fabbrica

La posizione di LG Energy Solution sulle batterie allo stato solido è prudente, ma tutt’altro che vaga. Secondo Robert Lee, presidente della divisione nordamericana dell’azienda, il principale ostacolo è la produzione su larga scala. Celle di piccole dimensioni potrebbero arrivare su smartphone, droni e altri dispositivi elettronici specializzati circa dieci anni prima di diventare una soluzione pratica per le auto elettriche. ^T

Non significa che la tecnologia sia irrealizzabile o che ogni dispositivo adotterà automaticamente una batteria allo stato solido secondo un calendario prestabilito. Il punto è un altro: realizzare una cella promettente in formato ridotto è molto diverso dal produrre con continuità celle automobilistiche grandi, sicure, affidabili e abbastanza economiche.

Più la cella cresce, più la sfida si complica

Le batterie allo stato solido attirano l’interesse perché potrebbero offrire un’elevata densità energetica in spazi contenuti. Ma una batteria per un’auto elettrica non è semplicemente una batteria per smartphone ingrandita.

Le celle destinate alle automobili devono essere prodotte in quantità enormi e funzionare per anni in condizioni impegnative: temperature variabili, cicli di ricarica ripetuti, vibrazioni e carichi elevati. Devono inoltre rispettare standard severi di qualità, durata e sicurezza, mantenendo al tempo stesso costi compatibili con il mercato.

Il commento di Lee riguarda quindi meno i risultati ottenuti in laboratorio e più la possibilità di trasformarli in un processo industriale stabile, con rese elevate e costi sostenibili. Le difficoltà della produzione su larga scala, ha spiegato LG, aumentano con le dimensioni della cella. ^T

Per questo un successo nel formato ridotto non dimostra automaticamente che le auto elettriche con batteria allo stato solido siano dietro l’angolo. Una linea pilota può confermare il potenziale tecnico di una soluzione, ma non prova che sia possibile fabbricare milioni di celle automobilistiche a un prezzo competitivo.

Lansing racconta dove LG sta investendo oggi

Il nuovo stabilimento di Lansing, nel Michigan, rende concreta la priorità industriale indicata da LG. Il sito si estende su 226 acri, pari a circa 91,5 ettari, e rappresenta un investimento superiore ai 2 miliardi di dollari. A regime dovrebbe superare i 35 GWh di capacità produttiva annua e servire sia il mercato dei sistemi di accumulo energetico sia quello dei veicoli elettrici. ^NM

La fabbrica produce celle agli ioni di litio di grande formato, non celle allo stato solido. La produzione prevista comprende celle al litio-ferro-fosfato, o LFP, per l’accumulo stazionario e celle al nichel-manganese-cobalto, o NMC, per le auto elettriche, comprese quelle destinate al futuro Toyota Highlander completamente elettrico. ^MI

La scelta è significativa: LG punta su chimiche e formati già più vicini alla produzione commerciale, mentre continua a lavorare sulla tecnologia allo stato solido. Nel breve periodo, per i produttori di batterie non conta soltanto quale chimica offra le prestazioni migliori. Conta anche quale possa essere fabbricata in modo costante, approvvigionata localmente e venduta a un prezzo accettabile per case automobilistiche e operatori dell’energia.

Il ponte verso il futuro è ancora agli ioni di litio

LG sta inoltre collaborando con General Motors allo sviluppo di celle prismatiche ricche di litio e manganese, indicate con la sigla LMR. La produzione commerciale negli Stati Uniti dovrebbe iniziare nel 2028, dopo una fase di pre-produzione prevista in precedenza. ^RI

GM sostiene che queste celle siano destinate ai futuri pick-up elettrici e ai SUV di grandi dimensioni, con un obiettivo di autonomia superiore a 400 miglia, cioè circa 644 chilometri, e un costo vicino a quello delle batterie LFP più economiche. La chimica utilizza più manganese e meno nichel e cobalto rispetto alle alternative ricche di nichel, secondo le informazioni disponibili sul programma. ^RI

Le celle LMR non sostituiscono la tecnologia allo stato solido. Rappresentano una risposta diversa alla stessa pressione commerciale: aumentare l’autonomia e contenere i costi utilizzando processi produttivi più vicini a quelli già disponibili nell’industria delle batterie.

LG sta anche preparando la produzione di celle cilindriche agli ioni di litio della serie 46 in Arizona. È un ulteriore segnale di una strategia basata su più formati scalabili, mentre la produzione di celle allo stato solido di grande formato resta da risolvere. ^I

Perché gli annunci sul 2027 non chiudono la partita

Alcuni concorrenti hanno annunciato traguardi apparentemente più ravvicinati rispetto alla previsione di LG per le auto elettriche. BYD e CATL puntano a una produzione di prova o pilota su piccola scala nel 2027. ^GT Geely ha dichiarato di voler avviare nello stesso anno una sperimentazione su veicoli dei propri marchi, dopo la fase di validazione. ^EE

Sono tappe rilevanti, ma la parola decisiva è pilota. Una linea pilota serve a verificare un processo con volumi limitati; non equivale a una fabbrica capace di rifornire il mercato automobilistico di massa. Le informazioni sui piani di CATL collocano l’utilizzo su larga scala più avanti, intorno al 2030 o oltre. Nel caso di Geely, l’annuncio di una sperimentazione nel 2027 non stabilisce quando le batterie allo stato solido potranno essere prodotte in grandi volumi a un costo compatibile con le auto comuni. ^GTE

Anche altri programmi si trovano ancora in fasi di test, prototipazione, fornitura di campioni o prove su veicoli. Mercedes-Benz e BMW stanno testando batterie allo stato solido, mentre Stellantis ha pianificato attività di sperimentazione. Si tratta però di sviluppo e validazione, non ancora della dimostrazione di una produzione di massa con rese elevate e costi competitivi. ^I

La probabile sequenza di adozione

La lettura più prudente delle parole di Lee è una progressione in tre passaggi:

1. Prima le applicazioni compatte. Smartphone, droni, elettronica specializzata e altri dispositivi di piccole dimensioni potrebbero sfruttare celle ad alta densità energetica prima che la produzione automobilistica sia pronta. ^UT
2. Poi le linee pilota. Volumi limitati e veicoli dimostrativi permettono di verificare materiali, interfacce, durata e fasi di produzione. ^GTE
3. Infine le auto elettriche di largo consumo. Il vero traguardo non sarà un prototipo né una sperimentazione nel 2027, ma la produzione ripetibile di celle grandi, con qualità automobilistica e costi sostenibili.

La posizione di LG è quindi più cauta che contraddittoria. L’azienda non sta respingendo le batterie allo stato solido: sta separando il potenziale tecnico dalla maturità industriale.

Lansing, insieme ai programmi LMR, LFP, NMC e alle celle cilindriche, segue una logica commerciale precisa: le innovazioni che possono essere prodotte su larga scala avranno probabilmente un ruolo centrale nel resto di questo decennio. Per le batterie allo stato solido destinate alle auto elettriche, invece, il calendario dipenderà ancora dalla soluzione del problema più difficile: fabbricare celle grandi, affidabili e convenienti in quantità industriali.