Dopo 20 anni reclamano il palcoscenico anche le batterie LMNO
La cinese SVolt lancia celle prismatiche prive di cobalto basate su nuove tecnologie di doping e coating che vuole produrre anche in una fabbrica europea da 24 GWh di capacità
SVolt può non essere il più conosciuto marchio cinese delle batterie, ma continua a sgomitare per imporsi come fornitore dei principali gruppi auto europei. Si tratta di uno spinoff di Great Wall Motor, la casa cinese a suo tempo fugacemente candidata al matrimonio con FCA, e che rappresenta il marchio commerciale della divisione Honeycomb Energy Technology.
Nel recente passato SVolt aveva anticipato la produzione di celle quaternarie NCMA, una nuova chimica che interessa anche altri concorrenti, come ad esempio Ultium Cells, la joint venture lanciata di LG Chem e General Motors.
All’ultimo Salone Auto di Francoforte il manager SVolt Yang Hongxin aveva annunciato il progetto di un impianto europeo in grado di produrre entro il 2025 celle per una capacità di 24 GWh, che ne affiancherà uno cinese già attivo (e che nel video del lancio potrete vedere in dettaglio dal minuto 43).
Se non si tratta proprio di una Gigafactory come quelle Northvolt o la nuova GigaPlant promessa questa settimana da una joint venture britannica, una fabbrica di tutto rispetto. Per confronto a Sunderland la fabbrica AESC Envision, che produce le batterie delle Nissan Leaf per il mercato europeo, supera di poco i 2 GWh. L’azienda cinese sostiene di avere già un ordine per oltre 7 GWh da un gruppo auto europeo.
Ma non è solo una questione di quantità ma anche di qualità di produzione. In questi giorni SVolt ha presentato via streaming due nuove celle, interessanti anche perché prive di cobalto nella chimica degli elettrodi.
La più potente e performante delle due, battezzata L6, uscirà in versione 226Ah e con una densità di energia gravimetrica di 240 Wh/kg e 590 Wh/l di densità volumetrica.
Yang ha suggerito che nel 2021 un’auto elettrica mossa da celle SVolt, probabilmente un modello Wey, la marca premium del gruppo Great Wall, sarà in grado di arrivare a 880 chilometri di autonomia, che anche misurati col vecchio e blando standard NEDC sarebbero un valore interessante.
La chimica dei catodi di queste celle è una evoluzione a voltaggio più elevato basata sul litio manganito spinello (LMO), con aggiunta di nickel nel mix di materiali attivi. Noto da una ventina di anni grazie alle ricerche di scienziati giapponesi, alcune difficoltà pratiche per la produzione ne hanno a lungo ritardato il decollo nella manifattura.
Già nel 2009 ricercatori francesi avevano dimostrato in un articolo pubblicato sul Journal of Power Sources che LiNi0,5Mn1,5O4 e LiNi0,4Mn1,6O4 avevano qualità notevoli dal punto di vista del potenziale, dell’alta densità di energia, buoni cicli di vita e capacità di sopportare rate elevati.
Inoltre avevano evidenziato come, nel caso di LiNi0,4Mn1,6O4, a differenza di quanto avviene nella chimica del più comune LiMn2O4, la presenza di Mn3+ non fosse causa di instabilità dell’elettrodo.
SVolt ha lavorato negli ultimi due anni per evitare i problemi relativi agli ioni di nickel che rendevano ancora complesso venire a patti con questa chimica che punta su strutture mono-cristalline invece che poli-cristalline, più adatte secondo i ricercatori a passare in alcune fasi industriali nei quali i materiali sono sottoposti a pressatura a rulli.
Per arrivare al punto di renderla efficace per la produzione su larga scala, si sono resi necessari progressi nella tecnologia del doping dei cationi e nel coating delle strutture cristalline, quest’ultima mediante nanotecnologie che hanno possibili rivestimenti ad hoc.
Un aspetto interessante della cella con catodi della “famiglia” spinello ad alto voltaggio è, come sottolineato da Pedro Lima in un articolo su PushEVs.com, che in un pacco con voltaggio nominale 4,7V e che si può caricare a 5V, si possono utilizzare un numero inferiore di celle: 80 collegate in serie per un impianto a 400V, il doppio per un impianto a 800V.
Alla semplificazione e alla praticità sembrano tenere molto gli ingegneri SVolt: come i maggiori gruppi cinesi delle batterie anch’essi stanno lavorando a soluzioni che fanno a meno dei moduli per integrare le celle direttamente nel pacco batterie.
BYD chiama la soluzione blade battery e la vedremo presto sul primo modello commercializzato in Europa (la Han), CATL lo chiama cell-to-pack e SVolt preferisce matrix pack design, interpretazioni diverse di un concetto analogo.
Il risultato per tutti e tre è di tagliare i costi del pacco batterie, al quale si aggiunge nel caso delle celle SVolt un costo ridotto anche per singola unità stimato tra i € 70/80 per cella nel caso delle LNMO a fronte di €80/90 per celle NCM 811.
In pratica considerando le celle più diffuse, i costi industriali sarebbero più bassi delle nuove celle LNMO solo nel caso delle LFP ad alto voltaggio, che CATL fornirà da metà 2020 a parte della produzione delle Tesla Model 3 per il mercato cinese.
Secondo SVolt la batteria LNMO sarà in grado di assicurare fino a 800 chilometri di autonomia per 15 anni e 1.200.000 chilometri, equivalenti a 1.500 cicli di ricarica.
In altri termini la concorrenza diventa sempre più serrata e realistica rispetto alla apparentemente fantascientifica promessa Tesla di collocare presto nei pianali delle sue auto elettriche una batteria in grado di affrontare una vita di un milione di miglia.
