Nuove celle giapponesi al 100% basate sui polimeri

Uno dei saggi all’origine del progetto Nissan Leaf, Hideaki Horie, da ottobre lancerà le sue celle super-economiche e super-sicure nel mercato dell’accumulo, ma con un occhio in futuro a tornare nell’auto

Entro inizio anno una startup giapponese delle batterie prevede di cominciare la produzione di celle agli ioni di litio di genere molto diverso da quello costruito dalla maggior parte dei concorrenti attuali.

APB, acronimo di All Polymer Battery realizza infatti celle che usano speciali polimeri: di fatto tutti i suoi componenti sono di materiali plastici. Il fondatore Hideaki Horie, che ha concesso una intervista alla Nikkei, prevede di iniziare a venderle per l’uso di stoccaggio, in particolare per immagazzinare l’energia delle rinnovabili. Un mercato che secondo la società di consulenza Wood Mackenzie potrebbe valere $100 miliardi nel 2025.

I polimeri sono noti come materiali che hanno elevata resistenza alla corrente e quindi hanno un elevato margine sulla concorrenza attuale in termini di sicurezza. Horie, che ha collaborato allo sviluppo dei primissimi modelli elettrici del gruppo Nissan come quella Leaf che a fine 2020 ha festeggiato il suo decimo compleanno, intende iniziare la commercializzazione ad ottobre.

“Occorre dimostrare che ci sono nuove tecnologie oltre alle batterie litio-ione, e che possono rispondere a vari requisiti in termini di costi e di sicurezza”, ha detto Horie nell’intervista.

Il manager giapponese ha sottolineato che l’uso di metalli nella chimica delle batterie comporta qualche rischio inerente, anche se mitigabile con l’accurata progettazione della cella. Il caso della batteria AESC Envision della Nissan Leaf secondo Horie è un esempio di elevata sicurezza con celle convenzionali che utilizzano metalli nei catodi.

Ma i polimeri sviluppati dagli scienziati giapponesi possono contribuire ad elevare ulteriormente il livello di sicurezza delle celle. Oggi la sola batteria con elettroliti solid state commercializzata è quella costruita da Bolloré, che utilizza proprio polimeri. Ma quelle francesi sono anche note come celle che non lavorano ad elevato voltaggio.

Se in una batteria litio-ione convenzionale la corrente fluisce parallela agli elettrodi, in una fatta di soli polimeri con struttura bipolare la corrente passa perpendicolarmente alla direzione degli elettrodi. Le celle APB possono essere depositate le une sulle altre a strati connessi in serie, il che semplifica il processo della manifattura, ma rende meno agevole il controllo di singole celle (credito immagine: sito web Obayashi Corp.).

Questo non è un problema insormontabile per il settore dell’accumulo, che è anche un mercato di dimensioni ragguardevoli, sebbene meno soggetto ai riflettori di quanto non lo sia quello dell’auto elettrica.

Grazie alle caratteristiche delle batterie interamente basate sui polimeri, con elettrolita che prende forma di gel, Horie spera di poter proporre impianti di stoccaggio da 1 GWh ed oltre in piena sicurezza, con il vantaggio di proporre celle e pacchi più compatti.

APB inizierà la produzione nella prefettura di Fukui in un sito da 23.733 ㎡ di superficie ed una capacità di 3 GWh, con l’obiettivo di arrivare nel 2025 a 30 GWh (a titolo di confronto: poco meno della capacità attuale della Gigafactory Tesla in Nevada).

La cosa più interessante è che i giapponesi ritengono di poter proporre un prezzo iniziale di 10 yen al watt, corrispondente a $91 al kWh, un costo dimezzabile in futuro fino a portare un giorno la batteria ai polimeri al di sotto dei prezzi delle celle attuali anche del 90%, secondo l’azienda.

Il tutto grazie non solo a materie prime dai costi assai più malleabili di commodities come nichel e cobalto, ma anche ai processi industriali. In un’intervista dell’estate 2020 all’agenzia Bloomberg, Horie aveva sottolineato come una linea di montaggio delle batterie oggi pretenda caratteristiche da impianto di semi-conduttori, incluse stanze sterili e controllo assoluto dei minimi dettagli. Ma APB intende trasformarlo in un processo più semplice e rapido, che assomigli più a una fonderia che a una fabbrica di chip, in grado di trattare fogli di celle lunghi fino a 10 metri.

Fondata nel 2018, APB è sostenuta da grandi aziende come Sanyo Chemical, attualmente il maggiore azionista con 20% del capitale, il gruppo delle telecomunicazioni SoftBank, Shintokogio, Ltd., Mitsubishi UFJ Capital 7 Investment Limited Partnership, Obayashi Corp., Yokogawa Electric e Teijin.

Il suo fondatore auspica di raccogliere ulteriore capitale, nel prossimo futuro, guardando con interesse ad una espansione in Occidente prima di puntare in futuro anche al mercato dell’auto. Intanto il primo veicolo è già stato equipaggiato di celle giapponesi fatte al 100% di polimeri, ma non ha quattro ruote: si tratta di un sottomarino, che è stato varato nell’estate 2020.

N.B. L’articolo è stato aggiornato il 9 aprile per correggere un errore sui prezzi al kWh della cella nel quart’ultimo paragrafo, rettifica resa possibile grazie al ns. lettore Gilberto Fiorani, che l’autore ringrazia.

Credito foto di apertura: sito web Obayashi Corp.