IL FUNZIONAMENTO DELLE
BATTERIE A LITIO

Le batterie al litio sono delle batterie ricaricabili ampiamente impiegate nel campo delle telecomunicazioni e dei veicoli elettrici, perché hanno il pregio di essere molto leggere, compatte e possono essere ricaricate velocemente.

Presentano numerosi vantaggi ma anche alcuni rischi, per questo è bene conoscere a fondo tutte le caratteristiche della batteria al litio. 

Batterie al litio ricaricabili

Le batterie litio ricaricabili sono costituite da un elettrodo positivo (catodo in litio) e un elettrodo negativo (anodo in carbonio). Come elettrodo positivo viene impiegato un composto di litio, mentre come elettrodo negativo si utilizza la grafite, ottimo conduttore elettrico.

Le batterie ricaricabili al litio sono più potenti rispetto a quelle piombo-acido e più piccole rispetto al resto delle batterie in circolazione. Per questo sono ampiamente utilizzate nel mercato della telefonia e degli apparecchi elettronici. Oggi più che mai, con l’avvento dell’Internet of Things e dei dispositivi intelligenti, questo tipo di batteria è diffusa per i suoi numerosi pregi.

Il litio è attraente per la sua leggerezza e il suo potenziale elettrico. Le caratteristiche sono: alta capacità di carica, alta potenza, costo delle materie prime relativamente basso, alta velocità di ricarica, elevato numero di cicli (vita), elevata disponibilità della materia prima e basso impatto sull’ambiente per la produzione e lo smaltimento.

Batterie al litio per fotovoltaico prezzi

Le batterie al litio sono largamente impiegate come accumuli per gli impianti fotovoltaici. Il principale problema del fotovoltaico è che l’energia elettrica autoprodotta può essere utilizzata solo di giorno e durante le belle giornate, perché di notte e quando il cielo è nuvoloso l’impianto non produce energia. L’unico modo per risolvere questo problema è acquistare un accumulo elettrico che immagazzini energia elettrica e la rilasci in questi momenti, che coincidono con i periodi di maggiore consumo elettrico per le abitazioni residenziali.

Gli accumuli più diffusi sono le batterie al litio.

Hanno durata media di 12 anni, sono leggere ed efficienti. Accoppiate ad un impianto fotovoltaico i prezzi si aggirano intorno ai 1.000-1.200 euro/kWh, quindi all’incirca sui 4.000-6.000 € totali per un impianto standard di casa.

Nonostante in questo momento i costi siano elevati, i prezzi sono destinati a scendere grazie alla loro ampia diffusione e ad un miglioramento della tecnologia. Già adesso è possibile però risparmiare portando in detrazione al 50% il costo della batteria, comprensiva dell’installazione.

Batterie al litio: la pericolosità

Le batterie al litio sono una tecnologia solida ed efficiente, e per questo vengono largamente impiegate, ma in passato hanno mostrato di avere problemi di instabilità legati al surriscaldamento.

La tecnologia dei primi modelli prevedeva il catodo in litio metallico. Questo era soggetto a una implicita instabilità chimica, durante la fase di ricarica poteva incorrere in surriscaldamenti che portavano alla fusione del litio e a una ossidazione veloce e incontrollabile.

Negli anni a seguire il 1991 una notevole quantità di batterie al litio sono state ritirate in seguito al rilascio di gas o all’incendio di alcuni esemplari. Si calcola che gli esemplari in failure siano stati uno su 200 mila, e questo ha imposto il ritiro di circa sei milioni di pacchi, solo da parte di Dell e Apple. A seguito di questi inconvenienti la produzione di batterie si è concentrata sulla sostituzione del catodo a litio metallico con un catodo a litio non metallico, in particolare verso il catodo a ioni di litio dispersi in una matrice cristallina di un ossido stabile possiede una stabilità termica superiore.

La batteria a litio fosfato viene impiegata largamente in accoppiamento all’impianto fotovoltaico. E’ incombustibile e sotto corto circuito non si decompone. Permette una vita ciclica alta. Queste batterie hanno energia più bassa di quelle Litio–Cobalto, ma potenza superiore. Sono comunque superiori per sicurezza, costo e tossicità.

La produzione delle batterie al litio

Grazie alla straordinaria versatilità d'uso e ai vantaggi sopra elencati la produzione di batterie al litio sta subendo una forte crescita. Oggi il mercato è controllato quasi totalmente da Cina, Giappone e Corea del Sud, il cui obiettivo è aumentare la propria influenza nel mercato delle auto elettriche.

Questo mercato rappresenta il futuro della mobilità e le batterie al litio sono le più utilizzate per le auto elettriche, per questa ragione numerosi paesi stanno investendo nella loro produzione e si stima che a partire dal 2025 questo business varrà circa 250 mila euro l’anno.

Non per questo l’Europa e l’Italia vogliono essere il fanalino di coda di questo business che promette di diventare sempre più vantaggioso. Oggi la produzione di batterie in Italia è molto limitata, per lo più si assemblano le varie parti delle batterie, ma si sta cercando di promuovere la nascita di stabilimenti di produzione di celle al litio.

La produzione di batterie litio in Italia, così come in Europa, è proiettata sempre di più verso uno sviluppo proficuo ma allo stesso tempo a impatto zero. Uno degli elementi che si cerca di evitare, per esempio, è il cobalto, molto usato nella produzione di batterie al litio perché ne migliora la durata, ma è difficile da reperire. Il paese più ricco di cobalto è il Congo però per le condizioni di lavoro delle persone impiegate, spesso bambini, e per il timore di impoverire il territorio si cerca di evitare di importare il cobalto. Infatti porta con sé non solo ripercussioni ambientali ma anche etiche non irrilevanti.