La produzione di batterie al litio
La produzione delle batterie al litio per le auto elettriche rappresenta un argomento di forte discussione al giorno d’oggi. Sia per curiosità, visto l’aumento di produzione di auto elettriche, sia per creare dibattiti sull’inquinamento creato proprio con le stesse, spesso ci si chiede come vengono realizzate e soprattutto come vengono testate, visto che sono oggetti particolarmente pericolosi se non controllati a dovere e seguendo precise regolamentazioni. Seat ci spiega come si procede. Come già saprai, la batteria ha il ruolo di immagazzinare energia da fornire al motore per la trazione, ma anche per gli ausiliari (lampadine, sistemi elettronici sull’auto, aria condizionata, riscaldamenti e simili). Ma cos’è davvero una batteria? Di cosa è fatta, come viene assemblata e come viene preparata per l’installazione in un veicolo? Analizziamo dunque l’intero processo di produzione partendo dalla materia prima.
I quattro minerali che costituiscono il “cuore” dell’auto elettrica sono il litio (indicato sulla tavola periodica con Li), il nichel (Ni), il manganese (Mn) e il cobalto (Co). “Dopo l’estrazione, vengono trattati chimicamente per ottenere il materiale attivo le cui reazioni consentono di immagazzinare e fornire energia” spiega Francesc Sabaté, responsabile del Test Center Energy (TCE), il centro di ricerca e sviluppo batterie di Seat, il unico nel suo genere nell’Europa meridionale. Questo materiale attivo viene utilizzato per creare gli elettrodi, ovvero gli elementi che immagazzinano energia, che sono racchiusi nelle celle.
“Le celle sono le unità minime di accumulo di energia”, afferma Francesc. L’elettrodo positivo (anodo) e l’elettrodo negativo (catodo) sono raggruppati insieme con un separatore che impedisce il contatto tra di loro. Questi elettrodi sono responsabili del trasferimento dell’energia: ogni cella ha una tensione elettrica di 3,7 volt. Questa è la quantità necessaria per alimentare una torcia a LED, ad esempio. Tuttavia, per guidare un’auto elettrica sono necessari circa 400 volt, quindi è necessario collegare quasi 300 celle in una disposizione in serie.
Per interconnettere le celle, sono assemblate in gruppi di moduli, che a loro volta formano il pacco batteria. I connettori sono disposti tra i moduli per garantire sia il flusso di energia, sia la comunicazione tra la BMCe (la centralina elettronica del veicolo) e le CMC (le schede elettroniche che monitorano lo stato delle singole celle). “Non ci resta che aggiungere il sistema di raffreddamento e le carcasse e la batteria è pronta per essere installata nel veicolo” spiega l’ingegnere.
Per garantire la qualità e le prestazioni delle batterie, esse devono essere testate per resistere a qualsiasi condizione. Seat lo fa presso il suo innovativo Test Center Energy, dove ogni anno vengono eseguiti fino a 6.000 test completi del sistema ad alta tensione e le batterie sono sottoposte a una media di 17.500 ore di test e simulazioni. Questi includono, ad esempio, i test climatici con una differenza di temperatura di 80ºC. La struttura di 1.500 metri quadrati è operativa 24 ore su 24, sette giorni su sette. “Spingiamo le batterie al limite per garantire prestazioni ottimali in ogni circostanza”, sottolinea Francesc. Un altro passo avanti nell’impegno dell’azienda a promuovere l’elettrificazione in Spagna.
Altri costruttori, invece, preferiscono testare direttamente su strade innevate le proprie auto elettriche. Nel corso di questo inverno e nelle prime settimane della primavera, le strade del Nord Europa si sono riempite di muletti di vetture elettriche ed ibride in prova. Veniva testato veramente di tutto: dalle Porsche, alle Mercedes, passando per le Tesla, le Hyundai, le BMW, e i modelli di tanti altri costruttori di fama mondiale. Qui sotto riportiamo una sintesi in formato video che spiega quanto abbiamo descritto.