Batterie LFP: cosa sono e vantaggi per costi auto elettriche

Cosa sono le batterie LFP? Quali caratteristiche portano in dote? Perché si stanno gradualmente affermando nel comparto dei sistemi di accumulo per l’alimentazione delle auto elettriche? Quali sono i loro vantaggi, e come vanno gestite? Sono davvero più economiche rispetto alle più utilizzate batterie NMC (Nickel-manganese-cobalto)?

In questa guida analizziamo la tecnologia e le possibilità di mercato degli accumulatori LFP in relazione al costo delle batterie, la loro incidenza economica e industriale sulla produzione di auto elettriche, i vantaggi, i consigli di gestione e i motivi per i quali alcuni dei big player automotive hanno di recente annunciato la propria volontà di utilizzarle.

Cosa sono le batterie LFP?

Tecnicamente, le batterie auto agli ioni di litio LFP utilizzano, come la sigla indica, il litio-ferro-fosfato in qualità di principali componenti con funzione catodica delle celle di questa tipologia di accumulatori. In questa composizione stanno le caratteristiche fondamentali di questo tipo di accumulatori, ritenuti più accessibili in termini di costi e maggiormente sostenibili rispetto alle batterie NMC. L’assenza di materiali come Nickel, cobalto e manganese, in effetti, offre costi di produzione inferiori.

Differenze con le altre batterie

Esistono varie differenze tra le batterie LFP ed altre tipologie di catodo, segnatamente quelle NMC (Nickel-manganese-cobalto): sono proprio i materiali catodici utilizzati a determinare spesso i costi, le prestazioni e il ciclo di vita della batteria.

Ad esempio: le batterie NMC sono state considerate per lungo tempo le più indicate per l’alimentazione dei motori nel settore delle auto elettriche, in quanto offrono una densità energetica più elevata (quindi: a parità di batteria, l’energia prodotta è maggiore). Tuttavia, le batterie al litio-ferro-fosfato sono più economiche sotto la voce della produzione, perché fanno a meno di Nickel, manganese e cobalto, offrono un ciclo di vita più lungo per via dei minori rischi di degrado interno. La densità energetica è però inferiore (quindi: minore autonomia), risultano più sensibili alle basse temperature e c’è sempre l’utilizzo del litio, costoso e poco sostenibile.

Regole per gestirle al meglio

L’evoluzione tecnologica ha portato con se un risultato importante in relazione all’impiego delle batterie LFP per l’alimentazione di auto elettriche: una graduale compensazione fra peso del sistema di accumulo e densità energetica, tanto che – dopo essere state messe da parte per un certo periodo – hanno via via interessato alcune delle principali Case costruttrici. Tesla in primis, che le ha scelte per l’alimentazione della propria gamma di modelli “Standard Range”.

In ordine alla resa operativa più efficace (argomento-chiave quando si tratta di ottenere il massimo rendimento dalla propria auto elettrica o dalla batteria di un’auto ibrida), gli stessi tecnici di Tesla hanno consigliato, nelle “istruzioni” di migliore mantenimento del sistema di accumulo riguardo alla sua durata nel tempo ed all’autonomia di impiego, di tenere spesso al 100% la ricarica delle batterie al litio-ferro-fosfato. E qui si trova una differenza sostanziale rispetto alle batterie NMC (Nickel-manganese-cobalto), dove al contrario si sconsigliano frequenti ricariche al 100% perché quando si raggiunge il massimo picco di carica, aumenta la tensione (voltaggio) delle celle al litio, con conseguente degrado interno delle celle.

Vantaggi per auto elettriche

Dal punto di vista pratico, le batterie al litio-ferro-fosfato sono – come si evidenziava più sopra – meno costose in rapporto a quelle NMC (investimenti di produzione inferiori significano una maggiore economicità all’acquisto: elemento importante in ordine all’abbassamento dei prezzi iniziali delle auto elettriche di fascia inferiore ed “entry level”), e garantiscono cicli di vita più lunghi.

Anche Tesla e Stellantis puntano sulle batterie LFP per ridurre i costi delle auto elettriche

In relazione alla più elevata economia di produzione delle batterie LFP rispetto alle “tradizionali” NMC, la corsa ai grandi volumi di auto elettriche da immettere sul mercato si combatte anche sul piano dell’evoluzione tecnologica dei sistemi di accumulo. Tesla (di cui abbiamo più sopra indicato la recente adozione delle batterie al litio-ferro-fosfato nella propria gamma di modelli ad autonomia standard) ha evidentemente fatto scuola, tanto che sul fronte Stellantis potrebbe arrivare a breve termine un ricorso ai sistemi di batterie LFP, per lo meno su alcuni modelli o versioni di auto elettriche. La novità è stata annunciata verso fine febbraio 2023 dall’amministratore delegato Carlos Tavares, in occasione della conference call di presentazione dei risultati finanziari 2022.

Secondo una recente rilevazione, a cura della società indipendente di ricerca e analisi di mercato Adamas Intelligence e che ha avuto una notevole eco mediatica, l’impiego di batterie LFP è in crescita. Dati alla mano, la quota di mercato relativa ha raggiunto, nell’arco di due anni, il 31% (dicembre 2022) partendo da un 26% a gennaio 2021. In buona sostanza: circa un sistema di accumulo su tre attualmente a disposizione delle aziende impiega la tecnologia delle celle al litio-ferro-fosfato.

È chiaro che il mercato globale resta in mano alle batterie NCM (il cui vantaggio principale consiste in una densità energetica maggiore), tuttavia non si può negare il fatto che le performance commerciali da parte delle batterie LFP sono in generale aumento, soprattutto in virtù dei costi più bassi.

È interessante notare, a questo proposito, che – sempre secondo il report di analisi Adamas Intelligence – nei primi nove mesi del 2022 il 68% delle batterie LFP distribuite sul mercato sono state adottate da “colossi” quali Tesla e Byd. Riguardo alla distribuzione geografica, l’85% delle batterie LFP distribuite nel periodo 1 gennaio-30 settembre 2022 interessava veicoli elettrici venduti in Cina, davanti a USA, India, Regno Unito e Germania.

Da qui la considerazione secondo cui le principali Case costruttrici sono sempre più interessate, per il proprio futuro, alle batterie LFP, in special modo per la produzione di fascia inferiore (Adamas Intelligence rilevava che la quota di mercato di veicoli elettrici alimentati da batterie al litio-ferro-fosfato potrebbe attestarsi fra il 25% e il 35% fino a quando non aumenterà il numero di Case costruttrici cinesi che adotteranno una strategia di esportazione in grandi volumi di auto elettriche con batterie LFP).