Aperta Interbattery 2024, con un occhio alla Cina e uno a Tesla
A Seoul LG Energy Solution, SK On e Samsung SDI Co. hanno presentato tra l’altro rispettivamente la piattaforma cell-to-pack, batterie a ricarica ancora più rapida e il piano sulle celle cilindriche di grande formato
Si è aperta oggi in Corea del Sud Interbattery 2024, la maggior rassegna nel settore delle batterie ospitata dal paese più impegnato in questa industria, Cina esclusa. Qui non mancano mai produttori di celle, la loro filiera e il mondo della ricerca, con novità e anteprime da produttori come LG Energy Solution, SK On e Samsung SDI.
Proprio per i tre maggiori costruttori di batterie coreani, rispetto all’edizione 2023 quella attuale si è rivelata un passaggio dalle strategie e dai piani anticipati lo scorso anno all’esecuzione e all’implementazione di varie tecnologie ormai pronte per il mercato.
Nel centro congressi COEX di Seoul quindi LG Energy Solution, SK On e Samsung SDI hanno presentato tra l’altro l’ingegnerizzazione delle celle NMC in piattaforme con struttura cell-to-pack, batterie a ricarica ancora più rapida e un piano di produzione di batterie allo stato solido, con novità che saranno visibili agli addetti ai lavori e agli accreditati fino a venerdì, con circa 580 aziende di 18 paesi presenti nei padiglioni per l’evento annuale della Korea Battery Industry Association.
A settembre del 2022 LG Energy Solution aveva annunciato di essere avanti nel completamento dello sviluppo della tecnologia CTP: ora può vantare il primato di essere diventata la prima azienda del settore ad applicare questa architettura a quelle celle con catodi ternari ad alto contenuto di nichel in cui i coreani sono da sempre all’avanguardia.
Inoltre LG Energy Solution propone pianali realizzati con il concetto CTP servendosi di celle con fattore-forma pouch, mentre i prodotti delle cinesi CATL e BYD che in questo settore hanno fatto da battistrada si servono sono nella quasi totalità basati su celle prismatiche e con chimica a base ferrosa.
La società diretta da Kim Dong-myung ritiene che celle pouch integrate con architettura CTP possano attirare l’attenzione dei gruppi auto perché in grado di migliorare in modo sostanziale la densità energetica di un veicolo da essa alimentata, mentre questo design allo stesso tempo riduce peso complessivo e costi correlati.
LG Energy Solution vede un traguardo vicino per la produzione di massa di questa alternativa, il prossimo anno, perché l’approccio CTP è un’innovazione nella tecnologia di processo, piuttosto che nei materiali di elettrodi o elettroliti.
Se a Interbattery 2024 il manager di LG Energy Solution non ha voluto enfatizzare troppo le prospettive delle celle con elettroliti allo stato solido, a cui peraltro il gruppo sta lavorando, nel presente ci sono anche miglioramenti ai sistemi avanzati di gestione della batteria (BMS), che sono presenti anche nel primo veicolo commerciale elettrico di Isuzu Motors equipaggiato anche da celle e moduli coreani.
Da non sottovalutare anche i progressi di una consociata del gruppo LG (creata da LG Energy, “cugina” del costruttore di batterie) chiamata KooRoo che è stata creata nella primavera dello scorso anno per rendere esecutivo il piano del gruppo di realizzare una rete di postazioni di cambio rapido delle batterie per i veicoli a due ruote, una tecnologia che sta attirando molti costruttori globali. Entro il 2025 l’azienda pensa di riuscire ad aprire a Seoul 1.000 postazioni in cui cambiare al volo le batterie di scooter e ciclomotori elettrici.
Oggi all’apertura della fiera coreana SK On ha presentato celle a base ferrosa LFP e moduli già pre-assemblati destinati a essere proposti sul mercato nordamericano dei sistemi di accumulo (ESS) a partire dal prossimo anno, un’offerta che sembra fatta apposta per accedere ai crediti di imposta di Washington e le consente di entrare con un prodotto nuovo (finora produceva solo celle con chimica NMC) in un ambito meno complicato di quello delle batterie veicolari.
Ma SK On, quinto produttore di batterie al mondo, non si è scordato per questo del mercato veicolare delle batterie: tre gli sviluppi in questa direzione, con batterie in grado di affrontare una ricarica sempre più rapida, un prodotto al litio ferro fosfato (LFP) studiato per sopperire a una delle debolezze delle celle con questa chimica del catodo, la stagione fredda e infine ulteriori tappe previste per le batterie nickel-rich ad alte prestazioni.
L’azienda nata come spin-off di SK Innovation presenta una versione avanzata della sua batteria Super Fast (SF), lanciata nel 2021, e che puntava sulla possibilità di ricarica della cella dal 10% all’80% in 18 minuti. Il modello migliorato di questa batteria ad alto contenuto di nichel ha una densità di energia superiore del 9% con la stessa velocità di ricarica. L’azienda prevede inoltre di introdurre presto la cella SF+ che potrà essere ricaricata in 15 minuti.
SK On ha inoltre presentato una cella LFP dalle migliori prestazioni a bassa temperatura, per ovviare al chilometraggio dei veicoli elettrici che utilizzano batterie di questo tipo che può calare in una forchetta compresa tra 50%-70% a temperature di -20°. L’azienda ha aumentato la densità energetica del 19% per aumentare le capacità di carica e scarica rispettivamente del 16% e del 10%, rispetto alle comuni batterie LFP.
SK On prevede anche di perfezionare le sue celle ad alto contenuto di nichel al punto da proporre coi pacchi batterie da esse costituite una autonomia massima con singola carica fino a 700 chilometri nel 2026 e 800 nel 2030.
Il tutto ottenuto man mano aumentando il contenuto di nichel del catodo e col contributo del silicio nell’anodo che migliorerà capacità e cinetica degli ioni di litio in un prodotto con valori massimi di densità volumetrica di energia che si prevede passeranno dagli attuali 720 Wh/L a 770Wh/L nel 2026 e 820Wh/L a fine decennio.
Samsung SDI a Interbattery 2024 ha dato conferme sui progressi nelle celle cilindriche di grande formato. Lanciate da Tesla in un indimenticato Battery Day, coreani e giapponesi gettatisi a pesce in questo filone sono stati autori del sorpasso anche sull’azienda americana, peraltro molto interessata ai risultati dei fornitori per la propria filiera.
Il CEO Samsung SDI, Choi Yoon-ho, ha dichiarato alla stampa nazionale che a inizio 2025 partirà la produzione di serie delle grandi celle 46-pi, con il 2024 caratterizzato dalla produzione pre-serie di queste celle di nuova generazione che migliorano la capacità energetica fino a 5 volte rispetto alle celle esistenti con diametro 21 mm. Oltre alla casa di Elon Musk (che era ottimisticamente convinto di poterne disporre già nel 2022…) numerose case auto, tra cui in particolare Mercedes-Benz, starebbero mostrando interesse.
Da notare che negli stand dell’Interbattery 2024 c’erano anche le celle cilindriche 4695 di Kumyang, produttore coreano che utilizza materiali monocristallini ad alto contenuto di nichel per raggiungere una elevatissima percentuale di nichel nel catodo del 97%, aumentando significativamente la densità e la capacità di energia in un prodotto sviluppato in collaborazione con la società coreana di ricerca tecnologica sulle batterie SMLAB.
Al ciclo di conferenze sulle batterie che si tiene a margine della fiera si è parlato ancora molto anche di batterie solid state e in questo caso una fonte molto ascoltata è stato il professor Ryoji Kanno del Tokyo Institute of Technology, che deve la sua reputazione agli studi sull’elettrolita superionico solido Li10GeP2S12 (LGPS) che fece rumore a partire dalla pubblicazione di un paper su Nature, in una fase in cui il problema principale della ricerca era ancora identificare un separatore adatto a lavorare a temperatura ambiente.
Sulla scia dei timori suscitati dalla recente creazione di un super-consorzio nazionale tra costruttori cinesi di auto, produttori di batterie e centri di ricerca, il professor Kanno ha espresso ottimismo sulle prospettive pratiche del lavoro di ricerca condotto da giapponesi e coreani.
Ha commentato tra l’altro che se Toyota e Samsung SDI hanno deciso di venire allo scoperto con una data chiara (per entrambi il 2027) significa che entrambi sono fiduciosi, anche se allo stato attuale è difficile valutare quale percorso tra i due si dimostrerà più competitivo.
Kanno ha sviluppato materiali in cui spiccano litio, germanio, fosforo e zolfo, capaci di assicurare la stessa conduttività ionica di un elettrolita liquido commerciale e che hanno convinto Toyota a sviluppare un elettrolita solido a base di solfuro della “famiglia” LGPS, un settore nel quale il gruppo nipponico ha accumulato un numero rilevante di brevetti.
Samsung SDI proprio come i giapponesi ha scelto un elettrolita solido a base di solfuro e con materiali provenienti dalla “famiglia” dell’Argyrodite, ma tra l’una e l’altra “ricetta” vi sono differenze di ingredienti che fanno parte della proprietà intellettuale meglio custodita.
Anche LG Energy Solution, SK On e Hyundai Motor Company stanno accelerando per arrivare alla commercializzazione di massa di celle con elettroliti allo stato solido, ma in questo caso collocate dopo l’obiettivo prefissato da Toyota e Samsung SDI.
