Batterie al Litio: solo il 31% in peso di minerali serve a dare energia

Ecco quanti kg di minerali, metalli e materiali preziosi servono nelle diverse batterie al litio più diffuse per auto elettriche e plug-in

17 maggio 2022 - 15:11

Le batterie al litio delle auto elettriche possono avere chimiche molto differenti e di conseguenza anche i materiali e i minerali di cui sono composte sono presenti in percentuali molto diverse. Va da sé che il costo di una batteria al litio dipende direttamente dai minerali che contiene (costo al kg) e dalla sua capacità (costo al kWh). I materiali preziosi che contribuiscono a far muovere l’auto elettrica però sono solo una parte marginale in peso rispetto al peso totale di una batteria.

QUANTI E QUALI MINERALI CI SONO IN UNA BATTERIA AL LITIO

Dopo avervi spiegato quali sono le batterie al litio più sicure in base alle chimiche, in questo approfondimento vedremo quali minerali e che quantità sono necessari per la produzione di una batteria al litio. Come riporta Elements, prendendo come esempio una batteria da 60 kWh, come quella della Chevrolet Bolt, contiene circa 185 kg di minerali e metalli che partecipano agli scambi elettrochimici e quindi a far muovere l’auto. In questo conteggio ovviamente non sono inclusi anche i metalli che costituiscono la struttura della batteria. L’alluminio ad esempio è solo il 19% circa delle sostanze “attive. I materiali che compongono una batteria al litio come quella in esame sono:

Grafite (Anodo): 52 kg e 28,1% in peso;

Alluminio (Catodo, Involucro, Collettori di corrente): 35 kg e 18,9%;

Nichel (Catodo): 29 kg e 15,7%;

Rame (Collettori di corrente): 20 kg e 10,8%;

Acciaio (Involucro): 20 kg e 10,8%;

Manganese (Catodo): 10 kg e 5,4%;

Cobalto (Catodo): 8 kg e 4,3%;

Litio (Catodo): 6 kg e 3,2%;

Ferro (Catodo): 5 kg e 2,7%;

DIFFERENZE CATODO BATTERIE AL LITIO

Il catodo è l’elemento delle batterie al litio che ne caratterizza le differenze e le prestazioni sia elettriche sia di sicurezza. Secondo i dati di Elements, al 2020 la composizione delle nuove auto elettriche era costituita per:

– il 72% da batterie al Nichel Molibdeno Cobalto (NMC) in cui il catodo è composto da Nichel (aumenta la densità energetica) e Manganese e Cobalto (come stabilizzatori) insieme a Litio;

– la restante quota da batteria al Nichel Cobalto Alluminio (NCA) in cui il catodo è composto per il 30% in peso di minerali (Nichel e Alluminio, meno Manganese e zero Cobalto);

Le sole sigle però non bastano a distinguere le tipologie di batterie al litio più diffuse, infatti con particolare riferimento alle NMC, la sigla ne indica la composizione catodica.

Batterie al litio NMC811 impiegano un catodo composto da: 80% Nichel, 10% Manganese, 10% Cobalto;

Batterie al litio NMC523 impiegano un catodo composto da: 50% Nichel, 20% Manganese, 30% Cobalto;

BATTERIA LITIO FERRO FOSFATO LFP

Dall’analisi sulla percentuale delle chimiche più diffuse al paragrafo precedente è esclusa la Cina, dove sia Nio che Tesla hanno iniziato ad adottare la nuova tecnologia di batterie al Litio Ferro Fosfato (LFP). Si tratta dell’ultima frontiera che accompagnerà la diffusione di batterie al litio più stabili e sicure e meno problematiche in caso di incendi in luoghi come officine e parcheggi sotterranei. Considerando sempre una batteria al litio da 60 kWh, la composizione di una batteria LFP impiega principalmente il Ferro in luogo di Manganese, Cobalto e Nichel presenti nelle batterie NAC ed NMC.

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