Hyundai e Changan puntano sul litio-lega: batterie oltre ogni limite

Si muove qualcosa nel settore delle batterie avanzate, e Gangfeng Lithium sembra voler giocare d’anticipo. L’azienda, che rifornisce gruppi come Changan e Hyundai, avrebbe già messo in produzione su larga scala batterie solido-liquide capaci di raggiungere una densità energetica di 650 Wh/kg grazie all’impiego di una lega di litio. Non solo. Sono partite anche le prime produzioni campione dei pacchi completamente allo stato solido, un passaggio che porta la ricerca fuori dai laboratori e dentro una dimensione più industriale.

La storia dell’azienda parte da lontano. Gangfeng Lithium è stata infatti fondata in Cina nel 2000 come produttore di sali di litio e batterie. Gangfeng ha quindi progressivamente ampliato il proprio raggio d’azione fino a entrare, nel 2017, nella fornitura di batterie per auto elettriche destinate al trasporto passeggeri. Una storia più recente invece quella del 2023 dove è arrivata la firma di un memorandum d’intesa con Changan Automobile. E un anno più tardi, un’intesa analoga è stata raggiunta anche con Hyundai.

Dalla chimica tradizionale alla batteria ibrida

Secondo quanto riportato da Autohome, tra gli sviluppi più recenti spicca una batteria ibrida solido-liquido con una densità energetica compresa tra 400 e 650 Wh/kg. Per ora questa tecnologia viene utilizzata in ambiti non automobilistici, ma l’ipotesi di un suo futuro impiego nei veicoli elettrici a batteria (BEV) resta concreta.

L’incremento di densità è stato ottenuto grazie all’impiego di materiali ad alte prestazioni sia per l’elettrodo positivo sia per quello negativo. I tecnici dell’azienda sottolineano in particolare il ruolo chiave degli anodi in litio metallico. Basso potenziale e alta capacità sono elementi fondamentali per spingere in alto la densità energetica complessiva.

Il nodo delle dendriti e la soluzione in lega

Le batterie al litio dominano oggi il mercato globale, ma non sono prive di limiti. La formazione di dendriti di litio può provocare cortocircuiti interni, mentre la durata operativa resta uno dei punti critici più discussi.

Gangfeng sostiene di aver affrontato entrambe le problematiche introducendo litio metallico in lega, con l’obiettivo di migliorare la stabilità elettrochimica. La tecnologia multi-elemento sviluppata dall’azienda permetterebbe di sopprimere la crescita delle dendriti, raggiungendo al tempo stesso una densità di corrente critica di 50 mA/cm² e una capacità areale di 1 mAh/cm². Valori che soddisfano i requisiti della ricarica rapida 3C.

Le leghe di litio, inoltre, creano una struttura in grado di mantenere un contatto stabile tra elettrodo ed elettrolita, contribuendo alla solidità complessiva del sistema.

Anodo “zero-strain” e test estremi

Uno degli elementi più interessanti della batteria solido-liquida di Gangfeng è l’anodo in lega di litio definito “a deformazione zero”, abbinato a un catodo allo zolfo. Durante i cicli di carica e scarica l’espansione volumetrica si mantiene tra il 3% e il 5%, un dato significativo in termini di stabilità strutturale.

La batteria ha superato anche test severi, tra cui prove di penetrazione e riscaldamento fino a 250 °C. Secondo l’azienda, la reazione esotermica tra la lega e i solfuri risulta oltre il 90% inferiore rispetto a quella del litio puro, un fattore che incide direttamente sulla sicurezza.

Al momento queste soluzioni non sono ancora state applicate su veicoli. Tuttavia, l’esperienza maturata con le batterie solido-liquide viene considerata un passaggio chiave verso lo sviluppo di batterie completamente allo stato solido con anodi in lega di litio. La produzione di campioni è già iniziata, e ulteriori sviluppi sono attesi nei prossimi mesi.