Batterie allo stato solido: gli smartphone potrebbero arrivare prima delle auto elettriche

Gli annunci sulle batterie allo stato solido non indicano necessariamente una svolta imminente per le auto elettriche. Secondo LG Energy Solution, le prime applicazioni commerciali su scala più ampia potrebbero riguardare smartphone, droni e altri dispositivi compatti, con un vantaggio temporale di circa dieci anni rispetto alle auto elettriche destinate al mercato di massa. Il motivo principale è la difficoltà di produrre celle di grande formato in modo uniforme, economico e affidabile. 114

Questo non significa che lo sviluppo si sia fermato. LG Energy Solution ha indicato il 2029 come obiettivo per la commercializzazione di batterie allo stato completamente solido per veicoli elettrici basate su anodi in grafite, mentre altri produttori puntano a linee pilota o dimostrative già prima. 192526 La differenza fondamentale è tra una linea pilota, un prototipo in quantità limitata e una produzione stabile, competitiva nei costi e sufficientemente ampia per il mercato automobilistico.

Il vero ostacolo è la produzione su larga scala

Le batterie allo stato solido sostituiscono l'elettrolita liquido delle tradizionali celle agli ioni di litio con un materiale solido. La tecnologia promette una maggiore densità energetica e possibili vantaggi in termini di sicurezza, ma le prestazioni ottenute in laboratorio rappresentano soltanto una parte della sfida.

Robert Lee, presidente di LG Energy Solution North America, ha indicato nella produzione su larga scala il principale ostacolo ancora irrisolto. Le celle più piccole sono relativamente più semplici da fabbricare e richiedono meno materiale per unità. Le batterie per auto elettriche, invece, devono combinare grandi dimensioni, volumi elevati e qualità costante lungo l'intero processo produttivo. 114

Per questo, una cella allo stato solido funzionante in uno smartphone non si traduce automaticamente in un pacco batterie pronto per alimentare milioni di veicoli. Nel settore automobilistico occorre dimostrare anche qualità ripetibile, durata, sicurezza e sostenibilità economica: non basta ottenere risultati promettenti sulla densità energetica.

Cosa rivela lo stabilimento di Lansing

Il nuovo impianto di LG Energy Solution a Lansing, in Michigan, offre un'indicazione concreta sulle priorità commerciali dell'azienda nel breve periodo. Il sito si estende su 226 acri, pari a circa 91,5 ettari, e rappresenta un investimento superiore a 2 miliardi di dollari. A regime, punta a una capacità produttiva annua di oltre 35 GWh. 37

Lo stabilimento produce celle di grande formato al litio-ferro-fosfato, note come LFP, per i sistemi di accumulo energetico, insieme a celle al nichel-manganese-cobalto, o NMC, per i veicoli elettrici. Le celle NMC dovrebbero contribuire ad alimentare la Toyota Highlander EV del 2027. 47

Si tratta quindi di un'espansione della produzione convenzionale agli ioni di litio, non della conversione immediata a una tecnologia allo stato solido. La scelta riflette il valore commerciale delle soluzioni che possono essere fabbricate oggi, mentre le celle di nuova generazione attraversano le fasi di ricerca, produzione pilota e validazione.

La strada verso l'auto elettrica passa anche da miglioramenti incrementali

LG Energy Solution e i suoi partner stanno lavorando anche su innovazioni che potrebbero arrivare sulle auto prima delle batterie allo stato solido. General Motors e LG Energy Solution intendono commercializzare negli Stati Uniti, dal 2028, celle prismatiche ricche di litio e manganese, indicate con la sigla LMR. La pre-produzione dovrebbe iniziare prima. Le celle sono destinate a futuri pick-up elettrici e SUV di grandi dimensioni, con un obiettivo di autonomia superiore a 400 miglia — circa 640 chilometri — per alcune applicazioni. 373940

I materiali di ricerca pubblici di LG Energy Solution indicano inoltre le batterie agli ioni di sodio come una tecnologia con commercializzazione prevista nel 2027. Il sodio è più disponibile del litio e, secondo l'azienda, potrebbe offrire vantaggi sul fronte dei costi, delle prestazioni ad alta potenza e del funzionamento a basse temperature. Gli impieghi ipotizzati comprendono i sistemi di accumulo e i veicoli elettrici più accessibili. 23

Nel complesso, emerge una strategia diversificata: celle LFP a costi più contenuti, celle NMC ad alta energia, chimiche ricche di manganese e nuovi formati possono migliorare le auto elettriche senza costringere il settore ad attendere una transizione completa allo stato solido.

Come leggere gli obiettivi dei concorrenti

Diverse aziende cinesi produttrici di batterie e automobili hanno annunciato per il 2027 obiettivi di produzione sperimentale, test su strada o veicoli dimostrativi con batterie allo stato solido. Tra i nomi associati a piani di prova su piccola scala figurano CATL e BYD; anche Geely, Farasis Energy, CALB e Gotion High-Tech sono state collegate a programmi pilota o di test. 4142

ProLogium ha avviato la costruzione di una gigafactory per batterie allo stato solido a Dunkerque, in Francia. La sua tabella di marcia prevede una prima fase produttiva seguita da un aumento progressivo dei volumi. Il progetto sarà quindi un banco di prova importante per capire se la tecnologia potrà essere fabbricata con qualità costante su scala molto più ampia. 43

Questi annunci confermano che lo sviluppo è attivo, ma non dimostrano da soli la disponibilità per il mercato di massa. Una linea pilota nel 2027 può produrre celle utili alla validazione senza provare che la stessa chimica sia in grado di rispettare i requisiti automobilistici con rese elevate, costi contenuti e grandi volumi.

I prototipi dimostrano il potenziale, non la disponibilità per tutti

Le case automobilistiche stanno già usando programmi dimostrativi per testare celle allo stato solido e semi-solido. Le celle di Factorial sono state impiegate in un prototipo della Mercedes-Benz EQS, mentre altri costruttori stanno valutando tecnologie simili su veicoli dimostrativi. 2153

I test su strada sono importanti perché permettono di osservare il comportamento delle celle in condizioni reali. Restano però diversi dalla fornitura di un modello di serie acquistabile su larga scala. Per compiere il passaggio servono validazioni di lungo periodo, uniformità produttiva, una catena di fornitura adeguata e un modello economico sostenibile sia per i costruttori sia per gli acquirenti.

Cosa significa per il mercato delle auto elettriche

La lettura più prudente della posizione di LG Energy Solution non è che le batterie allo stato solido siano lontane da ogni applicazione. È che potrebbero debuttare prima in dispositivi specializzati o compatti, mentre l'adozione nelle auto elettriche di massa richiederà più tempo: le celle sono più grandi, i volumi produttivi molto maggiori e il costo di un eventuale difetto più elevato. 113

Alcune aziende potrebbero raggiungere una commercializzazione limitata o presentare veicoli dimostrativi prima della fine del decennio. L'obiettivo fissato da LG Energy Solution per il 2029 conferma che l'azienda continua a puntare sulle batterie automobilistiche allo stato solido. 1925 Per la maggior parte degli automobilisti, tuttavia, fino alla fine degli anni 2020 i progressi più concreti arriveranno probabilmente da batterie agli ioni di litio migliorate — soprattutto LFP, NMC e chimiche ricche di manganese — più che da una sostituzione improvvisa delle celle attuali.

Il criterio utile per valutare i prossimi annunci non è quindi soltanto l'anno promesso per il lancio. Bisogna cercare dati su resa delle celle di grande formato, durata dei cicli, sicurezza, costi e produzione automobilistica ad alto volume già assegnata. Finché questi elementi non saranno dimostrati insieme, la “produzione pilota” andrà considerata una tappa ingegneristica, non la prova che le auto elettriche allo stato solido siano pronte per il grande pubblico.