L’unione tra Model 3 e CATL soffre il freddo

Le batterie LFP che equipaggiano le Model 3 costruite nella Gigafactory di Shanghai con l’arrivo dell’inverno starebbero creando sorprese ai clienti Tesla, mentre in Australia vogliono migliorarle col manganese

Giornate a due facce quelle recenti per chi è interessato alle batterie con tecnologia LFP. Dopo anni di declino, nel corso del 2020 si sono riportate al centro della scena guadagnando consensi e quote di mercato.

Soprattutto grazie alla parallela spinta dei due grandi produttori cinesi BYD e CATL, che rispettivamente le hanno scelte per lanciare la propria vettura halo (che sarà venduta anche in Europa) Han e per equipaggiare una parte delle Model 3 prodotte a Shanghai da Tesla. E per cominciare, la parte negativa delle notizie riguarda proprio quest’ultima produzione.

Secondo un articolo a firma Hua Zijian apparso sul sito specializzato Sina Technology e riportato dalla testata auto D1EV qui (leggibile in modo apprezzabile via Google Translate) alcuni clienti cinesi che hanno ricevuto le Model 3 Standard Range equipaggiate con batterie LFP (litio ferro fosfato), in condizioni ormai vicine a quelle da pieno inverno hanno manifestato problemi a caricare la batteria al 100%, riscontrando significative riduzioni di autonomia.

Ci sono clienti a Pechino che hanno riscontrato autonomia massima indicata di 420 chilometri o meno contro i 468 dichiarati, mentre altri nel nord della Cina nel corso di ricariche in condizioni climatiche rigide hanno già verificato l’impossibilità di ricaricare al 100% della capacità.

In altri termini si riscontrano anche su questo tipo di Tesla problematiche che non sono nuove a chi ha usato auto elettriche nel corso della passata decade, ma che sembravano superate, specie con la tecnologia della casa di Elon Musk.

In pratica clienti e collaboratori della casa americana hanno ammesso con il giornalista di Sina Technology che c’è un problema di capacità delle batterie LFP montate dalle Model 3, almeno in condizioni invernali.

Alcune Tesla con questo tipo di batterie sono già arrivate in Europa, ma dai forum animati dalla clientela Tesla, tra i quali molto numerosi sono quelli del nord abituati a lunghi inverni, non risultano ancora lamentele per criticità evidenziate durante ricariche con temperature rigide.

Le lamentele sul mercato cinese ormai starebbero creando una caccia alle versioni con batterie LG Chem, che localmente definiscono ternarie e che in Occidente abitualmente si chiamano NCA, sigla che rispecchia la chimica del catodo formata con nickel, cobalto e alluminio, distribuiti con percentuali differenti e con predominanza del primo metallo.

Qualcuno dei clienti forse rimpiange di non aver speso di più. La differenza nei cartellini dei prezzi tra Model 3 Standard Range con batterie CATL LFP (che erano state oggetto di recenti tagli ai prezzi) e le versioni Long Range con celle LG Chem NCA arriva anche a 60.000 yuan, circa €7.500.

Per sapere come queste problematiche toccheranno l’eccellente stato di salute delle vendite Tesla in Cina occorrerà attendere qualche tempo. A novembre le Model 3 vendute sono state 21.604, un livello sempre di tutta salute. Eventuali difficoltà che potrebbero riguardare i modelli Standard Range con batterie LFP potrebbero essere ripagate dall’arrivo dell’attesissima Model Y, che ha avuto tutte le autorizzazioni per passare alla prossima commercializzazione.

CPCA, l’associazione cinese delle case auto, prevede che Tesla venderà nel 2021 280.000 pezzi, una cifra in progresso rispetto al 2020: come dire che le disavventure toccate ad alcune Model 3 Standard Range non avranno effetti a lungo termine. Di certo di quelle notizie non ha risentito lo stato di salute del titolo Tesla, che a pochi giorni dall’ingresso nell’indice S&P 500 ha ormai portato l’azienda a una capitalizzazione di $600 miliardi.

La disavventura di alcuni tra i clienti che hanno acquistato le Model 3 con pacchi batterie LFP sembra aver avuto a che fare anche con le tempistiche. Secondo una fonte del giornalista di Sina Technology che lavora presso il fornitore CATL, appena nove mesi sono passati tra la richiesta Tesla di montare sulla versione Standard Range le celle LFP e la produzione ad alti volumi.

I i dati forniti dal produttore al ministero dell’Industria indicano che le auto hanno celle da 3,22V con capacità di 161 Ah e densità di energia 170 Wh/kg, dato quest’ultimo particolarmente buono nell’ambito della produzione di batterie a base ferrosa.

I ricercatori delle università o dei laboratori potrebbero confermarvi che anche solo per effettuare i cicli necessari a verificare la durata potenziale a lungo termine di una nuova cella si tratta di un arco di tempo insufficiente. Lo sviluppo completo fino alla produzione della cella cilindrica 21700 con catodi NCA realizzata da Panasonic e Tesla avrebbe richiesto 23 mesi.

Le batterie realizzate a Spark, Nevada, dalla joint venture nippo-americana equipaggiano la maggior parte delle Tesla in vendita in occidente. Celle 21700 sono montate anche sulle Tesla versione Long Range prodotte a Shanghai, ma a fornirle è la coreana LG Chem, che per star dietro alla domanda ha da tempo deciso di ampliare il sito produttivo a Nanchino.

Gli imprevisti capitati a clienti Tesla che hanno nel pianale celle prismatiche CATL con chimica LFP non hanno però per il momento messo in questione i due punti di forza di questo tipo di cella: la grande stabilità (che consente tra l’altro di progettare pacchi batterie privi di moduli) e la durata totale.

Partendo da questa piattaforma ci sono società che continuano a sviluppare miglioramenti per aggiungere densità di energia a queste celle senza toccarne le qualità. Una delle alternative è puntare sul manganese. Aggiungere manganese trasforma la cella LFP in LMFP, dove la seconda lettera corrisponde al metallo così comune in alcune terre, come quella della campagna di Siena.

In passato alcuni produttori in Cina hanno presentato piani industriali per sviluppare questi prodotti: come ETC nell’estate dello scorso anno, e BYD. In questi giorni anche VSPC, una sussidiaria del gruppo Lithium Australia, ha annunciato di aver prodotto le prime celle LMFP e di averle sottoposte ai primi cicli di test.

Grazie al migliore voltaggio sono state in grado di fornire in laboratorio prova di una densità di energia superiore del 25% a quella delle celle LFP standard. Nella nota la casa australiana ha allegato i grafici delle curve di scarica delle due versioni fianco a fianco, con LMFP a destra.

Lo scorso febbraio grazie a contributi pubblici VSPC aveva confermato l’avvio di un programma per sviluppare celle a densità di energia più elevata ed in grado di affrontare ricariche rapide, adeguati ad applicazioni veicolari.

VSPC in particolare ritiene ideali come prime applicazioni l’impiego su tram e filobus della rete di TPL australiano, per sostituire mezzi oggi obbligati a fare ricorso a tralicci e fili aerei nei centri cittadini. Una idea che è in linea con il mercato tipico dei prodotti delle rivali cinesi BYD ed ETC, attivissime con bus e veicoli commerciali, che richiedono meno densità di energia dei veicoli passeggeri.

Il successo dei primi test secondo VSPC è la premessa allo sviluppo di applicazioni a più largo raggio per le celle LMFP, che rispetto alla generazione LFP potrà contare su doti di autonomia più elevate. Nell’annuncio dell’azienda australiana non si fa alcun riferimento alle caratteristiche di una cella LMFP rispetto a una LFP in condizioni di impiego invernali, pertanto non possiamo fare ipotesi sull’eventualità di comportamento in queste condizioni.

Fare ricorso al manganese per migliorare la chimica del catodo di una cella non è avvenuto solo a chi lavora a batterie con struttura cristallina del genere che si trova nei catodi LFP, ma anche in quelle basate sugli ossidi.

Le batterie Ultium frutto degli studi di General Motors e LG Chem che richiederanno il 70% di cobalto in meno richiederanno l’abbinamento di nickel, cobalto, manganese e alluminio. Le prossime celle NCMA Ultium equipaggeranno sia modelli elettrici General Motors che Honda.

Durante il Battery Day, Elon Musk e Drew Baglino nell’indicare la diversificazione dei catodi prevista nelle future batterie Tesla erano stati altrettanto precisi nell’indicare che nuovi elettrodi basati su nickel e manganese in futuro saranno la soluzione per auto nelle quali l’elevata autonomia sia essenziale.