Toyota: le batterie allo stato solido sono il futuro dell’auto elettrica?

Il comparto automotive si interroga da lungo tempo sul futuro delle tecnologie di alimentazione “zero emission”, sempre più centrali fra le strategie di sviluppo messe in campo dalle Case costruttrici. Un settore che, rivolgendosi ad una platea sempre più vasta di utilizzatori finali – come dimostrato da un costante ampliamento delle proposte, anche in termini di fasce di mercato; e dallo sviluppo di sempre nuove soluzioni di fornitura dell’energia di accumulo – viene sempre più a dover soddisfare alcune condizioni essenziali:

• durata delle batterie, ovvero la possibilità per gli accumulatori di conservare intatta la rispettiva efficienza con il trascorrere degli anni
• tempi di ricarica, cioè lo sviluppo di tecnologie delle batterie che garantiscano soste alla colonnina sempre più rapide (in parallelo, l’attenzione viene in questo caso rivolta anche all’evoluzione tecnologica delle infrastrutture)
• autonomia, che si vuole sempre più elevata.

Come si evolveranno le batterie hi-tech

Ad una prima occhiata, la soluzione sembrerebbe dovere rivolgersi alla produzione di batterie piuttosto voluminose (per dimensioni), quindi pesanti e adatte a pianali di adeguata superficie. Ciò, tuttavia, riguarderebbe la consueta tecnologia agli ioni di litio a gel liquido. Se, al contrario, si puntano i riflettori sui sistemi di accumulo “solid state”, il discorso potrebbe effettivamente spostarsi verso un’effettiva evoluzione hi-tech in grado di rispondere agli imperativi scritti a caratteri sempre più grandi sui taccuini delle priorità dei “big player”.

Toyota si confermerà pioniera nello studio delle tecnologie di elettrificazione?

Un esempio (l’ultimo, in ordine di tempo) arriva da Toyota. Il colosso giapponese, che si ricorda essere stato pioniere nella messa in atto di tecnologie di elettrificazione “moderna” (il riferimento alla prima – e ormai quasi “storica” – generazione di Toyota Prius, che nel 1997 rese disponibile al grande pubblico l’alimentazione ibrida per la produzione in larghissima serie), è intenzionato ad impiegare, nella prossima generazione di auto elettriche, una nuova tecnologia di batterie. L’annuncio arriva da una dichiarazione del vicepresidente Toyota e responsabile della Divisione Powertrain, Keiji Kaita: secondo quanto dichiarato dal top manager giapponese, in un’ottica a medio termine la produzione “zero emission” di Toyota potrebbe, dal punto di vista del rendimento su strada, considerarsi equiparabile a quella offerta da corrispondenti modelli equipaggiati con motori convenzionali.

Appuntamento al 2025

Come si arriverà a questo traguardo tecnologico? La risposta si riferisce all’adozione di batterie “solid state”. La tecnologia di accumulo “allo stato solido” costituisce, al pari dei programmi di sviluppo dell’auto elettrica in generale, una delle “voci” di maggiore rilievo, proprio perché – in buona sostanza – è in grado di offrire una concreta risposta alle questioni-base cui si è fatto cenno in apertura (autonomia, durata delle batterie, ricariche ultra-rapide). Si tratta, quindi, di un argomento fra i più gettonati; tuttavia, il fatto di essere considerato piuttosto “acerbo” (in relazione alla ben più collaudata tecnologia agli ioni di litio “convenzionale”) ne ha impedito piani di realizzazione in grande serie. Toyota sarebbe dunque in lizza per assicurarsi (così come avvenne quasi un quarto di secolo fa, con il “lancio” di Prius) la palma di prima fra le principali Case costruttrici a proporre sul mercato un’auto elettrica alimentata da batterie allo stato solido. Non subito, in ogni caso; e nemmeno a brevissimo termine: la timeline, in questo caso, si rivolge al 2025. Un lasso di tempo che può considerarsi ragionevole per studiare le soluzioni ai potenziali problemi che sorgono dall’impiego degli accumulatori solid state (come vedremo).

Lo sviluppo in partnership con Panasonic

A firmare il progetto relativo all’evoluzione delle batterie verso la tecnologia allo stato solido viene firmato dai tecnici Toyota insieme agli omologhi di Panasonic, “gigante” dell’elettronica peraltro già partner di Toyota proprio in materia di batterie. Fra Toyota e Panasonic è stata, in tempi recentissimi (all’inizio di febbraio 2020) avviata la joint venture Prime Planet Energy & Solutions (vi lavorano, in questa prima fase, circa 5.100 dipendenti, 2.400 dei quali sono operativi in Cina) che fra i principali obiettivi si prefigge, appunto, la realizzazione della prima batteria “solid state” pronta per essere messa in commercio nel 2025.

Alcuni atout tecnologici delle batterie allo stato solido “new gen”: la ricarica completa richiederebbe soltanto circa quindici minuti, in virtù dell’impiego di un elettrolita composto da polimeri di litio solidi (in luogo del gel liquido) e ceramiche, in modo da ottenere dimensioni ridotte, accumulare più energia, permettere un passaggio di ioni di litio fra gli elettrodi molto più agevole ed efficiente e di offrire una densità energetica superiore fino ad otto volte in rapporto alle più recenti batterie. Riguardo alla durata degli accumulatori, si parla di una conservazione delle piene (o quasi: almeno il 90% rispetto al “nuovo”) performance per una trentina d’anni.

Gli svantaggi (o meglio: le questioni sulle quali occorre lavorare) in rapporto alle batterie agli ioni di litio “convenzionali” sono per lo più legati ad una maggiore complessità e ad alla necessità di trovare un rimedio al calore più elevato, in quanto l’azione dell’elettrolita presuppone temperature maggiori.

A Tokyo 2021 potrebbero esserci le prime applicazioni

Ai taccuini di Automotive News, Keiji Kaita ha dichiarato che Toyota era pronta a svelare una prima flotta di inedite auto elettriche già in occasione delle Olimpiadi di Tokyo 2020. Fra queste, a quanto pare, potrebbero esserci i primi esempi di vetture “zero emission” equipaggiate con sistemi di accumulo solid state. L’espandersi della pandemia da Covid-19, ed il rinvio dei Giochi olimpici al 2021, ha momentaneamente “congelato” il vernissage dell’auto elettrica “by Toyota” di prossima generazione. Si tratterà, dunque, di attendere alcuni mesi: è in ogni caso più che probabile che questa sarà la prossima frontiera della mobilità a zero emissioni.