Batterie Allo Stato Solido: IDTechEx Si Chiede Se Stanno Arrivando

Secondo il rapporto di IDTechEx "Batterie A Stato Solido E Polimeriche 2023-2033: Tecnologia, Previsioni, Attori".

 

 

Dalla loro invenzione negli anni '90, le batterie agli ioni di litio sono diventate sempre più popolari grazie al loro peso relativamente leggero, alle dimensioni compatte, alla lunga durata e all'elevata densità energetica.

 

Fondamentalmente, una cella agli ioni di litio consiste tipicamente in un anodo di grafite e in un catodo di ossido stratificato rivestito su collettori di corrente, separati da un separatore imbevuto di elettrolito liquido organico. Confezionate in sacchetti, formati prismatici o cilindrici, costituiscono la base dei pacchi di batterie agli ioni di litio. Le loro prestazioni relativamente elevate, il basso costo e l'ampia disponibilità rendono le batterie agli ioni di litio la tecnologia di accumulo dell'energia più importante per molte applicazioni, dai dispositivi elettronici ai veicoli elettrici (EV), fino ai grandi sistemi stazionari di accumulo dell'energia. Pertanto, per la maggior parte delle applicazioni, è improbabile che le batterie agli ioni di litio, in una forma o nell'altra, vengano sostituite entro i prossimi dieci anni. Tuttavia, a causa dei limiti delle prestazioni e delle considerazioni ambientali e sulla catena di approvvigionamento, continuano gli sviluppi e le innovazioni per le tecnologie delle batterie di nuova generazione.

 

IDTechEx studia i temi dell'accumulo di energia da diversi punti di vista, dai materiali alle tecnologie delle celle, dalle applicazioni mirate a come gestirle a fine vita. Sia le tecnologie avanzate agli ioni di litio che le alternative hanno attirato un'enorme attenzione. Tra queste, le batterie allo stato solido, che si basano su innovazioni dell'elettrolita allo stato solido, hanno portato a discussioni crescenti e a continui investimenti. Come innovazione nell'elettrolita, le batterie allo stato solido possono lavorare anche con altre innovazioni come il litio metallico, l'anodo di silicio, i catodi ad alta tensione, i nuovi design delle celle, la produzione a secco, ecc.

 

 

 

Sono stati pubblicati numerosi comunicati stampa sui progressi delle batterie allo stato solido e sui prototipi di veicoli elettrici dotati di batterie allo stato solido. Sembra che le batterie allo stato solido si concentreranno principalmente sulle celle. Tuttavia, questa sarà solo una parte degli obiettivi futuri. IDTechEx ha osservato che i focus di sviluppo sono passati dallo sviluppo dei materiali e dalla dimostrazione delle celle alla convalida delle celle e alla progettazione dei sistemi. Tra gli esempi vi sono la progettazione di celle e pacchi (CTP) e i sistemi di gestione termica.

 

Il concetto di CTP non è nuovo e si ritrova in progetti basati su batterie agli ioni di litio, come la batteria a lama di BYD e i progetti CTP di CATL. Il concetto di CTP diventerà sempre più importante grazie alla maggiore sicurezza delle celle delle batterie allo stato solido. La sicurezza delle batterie si traduce in un design del pacco più flessibile e in un minor numero di componenti elettronici utilizzati nei moduli/pacchi batteria. Il design bipolare, ad esempio, consente di realizzare pacchi più stretti e di ottenere una maggiore densità energetica. È possibile che le prime generazioni di batterie allo stato solido non siano dotate di catodo ad alta tensione e alta capacità e di anodo al litio-metallo, portando così a densità energetiche inferiori a quelle delle batterie agli ioni di litio commerciali. Anche i costi iniziali delle celle delle batterie allo stato solido dovrebbero essere più elevati rispetto alle controparti agli ioni di litio. Tuttavia, grazie a una maggiore densità energetica a livello di pacco, a un design flessibile e a un minor numero di materiali/componenti utilizzati, è possibile che i pacchi di batterie allo stato solido siano paragonabili o addirittura migliori delle batterie agli ioni di litio.

 

Per quanto riguarda il sistema di gestione termica, è ancora un sistema necessario per le batterie allo stato solido. Le batterie allo stato solido possono funzionare in un'area di sicurezza diversa; pertanto, la temperatura ideale richiesta per le batterie allo stato solido può essere diversa da quella delle batterie agli ioni di litio. Insieme al design innovativo delle celle, i sistemi di gestione termica e di protezione meccanica possono essere combinati per la progettazione di sistemi di batterie allo stato solido.

 

Inoltre, si spendono sempre più sforzi per aspetti altrettanto importanti per la commercializzazione, come la creazione della catena di approvvigionamento e il miglioramento della produzione.

 

 

La batteria allo stato solido a base di polimeri è già stata commercializzata e utilizzata nei veicoli, come nel caso dell'eCitaro di Daimler. Altre tecnologie stanno continuamente testando i loro campioni per gli OEM.

 

Tuttavia, la maggior parte delle batterie allo stato solido commercializzate, e quelle di prossima commercializzazione, sono batterie ibride, ovvero possono contenere una piccola quantità di liquido o gel. A rigore, non sono tutte batterie allo stato solido. Dal punto di vista dell'utente finale, non importa quale tecnologia utilizzare; purché le batterie forniscano le caratteristiche richieste, sono accettabili. Anche le batterie ibride allo stato solido possono comunque fornire prestazioni migliori e potrebbero rappresentare una buona via di transizione.

Poiché le tecnologie stanno diventando sempre più mature, il passaggio a tutte le batterie allo stato solido può avvenire senza soluzione di continuità.

 

Il rapporto di IDTechEx "Batterie A Stato Solido E Polimeriche 2023-2033: Tecnologia, Previsioni, Attori" fornisce un'analisi sia tecnica che commerciale delle batterie allo stato solido, copre le procedure di produzione e il modo in cui le varie aziende cercano di affrontare le limitazioni, nonché i progressi della ricerca e le attività di importanti operatori. Viene fornita un'analisi del mercato globale, con previsioni decennali fino al 2033 sia per la capacità produttiva che per le dimensioni del mercato, per dieci aree di applicazione e per tre gruppi tecnologici principali.

 

Il rapporto parla anche della maggior parte degli attori che operano in questo settore e ne traccia i profili di 45. Offre inoltre un'analisi aziendale dettagliata dei principali attori, come l'analisi tecnologica, l'introduzione dei prodotti, la roadmap, i finanziamenti, i materiali, le specifiche delle cellule, la produzione, la catena di fornitura, le partnership, l'introduzione dei brevetti, l'attività futura e l'analisi SWOT.

 

I risultati principali di questo rapporto:

 

Per una maggiore comprensione dei mercati, degli attori, delle tecnologie, delle opportunità e delle sfide, si rimanda al rapporto di IDTechEx "Batterie A Stato Solido E Polimeriche 2023-2033: Tecnologia, Previsioni, Attori" per maggiori informazioni.