Hyundai deposita brevetto per l’uso del rame nelle batterie allo stato solido

Quello delle batterie allo stato solido è un settore molto particolare. Le attese sono enormi viste le potenzialità di questa tecnologia, ma al netto degli annunci (come la produzione dal 2028 da parte di Nissan e il primo modello Mercedes entro il 2030) non mancano le criticità, soprattutto per quel che riguarda la produzione di massa di queste batterie. Batterie allo stato solido che, a differenza di quelle tradizionali agli ioni di litio, sostituiscono l’elettrolita liquido con un materiale solido, in genere ceramico o polimerico. Ciò consente di ottenere celle più compatte, con maggiore densità energetica, tempi di ricarica più rapidi e una sicurezza superiore, grazie a un rischio ridotto di instabilità termica.

Un’innovazione potenzialmente significativa potrebbe arrivare da Hyundai che ha depositato un brevetto negli Stati Uniti per una tecnologia che consente l’utilizzo del rame all’interno delle celle a stato solido basate su solfuri. Tale innovazione potrebbe rappresentare una svolta, considerando che finora il rame era stato escluso da questo tipo di batterie a causa della sua incompatibilità con i solfuri, noti per la loro elevata corrosività. In sua vece, i produttori sono stati costretti a utilizzare materiali più costosi e meno conduttivi, come acciaio inossidabile o leghe di nichel.

Perché Hyundai sceglie il rame per le batterie allo stato solido

Il brevetto presentato da Hyundai prevede un nuovo design stratificato, in cui il rame è protetto da un rivestimento specifico che ne migliora l’adesione e la resistenza nel tempo. Lo strato protettivo consente al rame di mantenere la sua funzione di collettore di corrente anche a contatto con l’elettrolita solido, garantendo una maggiore stabilità e durata del sistema. Grazie alla sua elevata conduttività elettrica e al costo inferiore rispetto ai materiali alternativi, il rame potrebbe tornare a essere un elemento centrale nella progettazione delle celle, contribuendo a ridurre i costi e migliorare le prestazioni delle batterie.

Il sistema proposto da Hyundai include anche un buffer intermedio realizzato con un foglio di carbonio strutturato, potenzialmente composto da nanotubi allineati verticalmente e combinati con particelle di metalli litiofili come argento, oro o alluminio. Questo strato poroso ha il compito di prevenire la formazione di depositi di litio ai bordi dell’anodo (uno dei principali problemi delle batterie allo stato solido) assicurando cicli di ricarica più uniformi e una maggiore stabilità chimica durante il funzionamento.

Hyundai sta lavorando su più fronti per superare queste sfide. A gennaio 2025 il gruppo ha annunciato l’avvio di una linea pilota per la produzione di batterie a stato solido presso il centro di ricerca di Uiwang. Parallelamente, ha attivato collaborazioni strategiche con realtà specializzate come SES AI, Factorial Energy e l’Università Nazionale di Seul. Solo lo scorso anno, il gruppo coreano ha presentato un altro brevetto negli Stati Uniti in collaborazione con Factorial Energy, confermando un impegno costante nello sviluppo di tecnologie proprietarie.

Il ritorno del rame nelle batterie rappresenterebbe una vera rivoluzione. Mentre le batterie agli ioni di litio tradizionali utilizzano già questo materiale per la raccolta della corrente, quelle a stato solido hanno dovuto farne a meno proprio per motivi di compatibilità chimica. La possibilità di reintegrarlo grazie a una protezione efficace consentirebbe di abbattere le barriere legate ai costi e alla bassa conduttività dei materiali alternativi, aprendo la strada a celle più efficienti e accessibili per il mercato dei veicoli elettrici contribuendo a superare, o almeno ridurre, uno degli ostacoli principali alla loro produzione e diffusione.