Il nuovo collettore sviluppato dall’Ornl permetterà di ricaricare in 10 minuti l’80% della batteria delle auto elettriche.
L’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha sviluppato un nuovo strumento che potrebbe cambiare drasticamente il mercato delle auto elettriche: un inedito tipo di collettore di corrente che è in grado di velocizzare nettamente i tempi di ricarica, aumentando la densità energetica e, allo stesso tempo, riducendo la dipendenza da materie prime come il rame e l’alluminio. Questa potrebbe rivelarsi una svolta decisiva per il settore negli Usa e non solo.
Perché una ricarica rapida è fondamentale?
Migliorare i tempi di ricarica dei veicoli elettrici non è solo una questione di praticità: è una necessità strategica. Per gli Stati Uniti rimanere competitivi nel mercato delle auto globale è essenziale, dunque sviluppare batterie per veicoli elettrici che si ricarichino rapidamente e supportino un lungo chilometraggio è fondamentale per non cedere il passo alla concorrenza di Paesi come la Cina. L’elevata densità energetica è proprio ciò che necessita per riuscire a compiere i viaggi più lunghi, ma in genere è la ‘colpevole’ della ricarica più lenta e di una minor durata della batteria. Colmare questo divario è fondamentale per l’adozione su larga scala di auto elettriche e per avere un ruolo da protagonista nella produzione mondiale di questi veicoli.
La nuova tecnologia a collettore di corrente offre un modo per superare questa problematica, offrendo sia un’elevata densità energetica sia la capacità di gestire una ricarica estremamente rapida, ripristinando l’80% dell’energia della batteria in soli 10 minuti. Questo strumento ha un potenziale enorme e potrebbe riuscire ad abbattere uno dei principali ostacoli che frena la crescita di questo specifico mercato dell’auto.
Cos’è un collettore?
Un collettore di corrente è un componente fondamentale di ogni batteria agli ioni di litio. Conduce la corrente elettrica dai materiali attivi della batteria al circuito esterno. In genere, sono realizzati in rame (per l’anodo) e alluminio (per il catodo), aggiungendo peso e costi significativi al pacco batteria di ogni singola vettura.
Batterie più pesanti riducono l’efficienza del veicolo con la conseguenza di aumentare il consumo energetico, senza dimenticare che la crescente domanda globale di rame e alluminio crea vulnerabilità sempre più importanti nella catena di approvvigionamento. Con questa innovazione messa in campo dall’Oak Ridge National Laboratory sarebbero ovviate entrambe le problematiche perché avrebbe meno necessità di questi materiali. Infatti, in collaborazione con Soteria Battery Innovation Group, i ricercatori dell’Ornl hanno sviluppato un nuovo collettore di corrente in polimero metallizzato. È costituito da un sottile nucleo polimerico rivestito con uno strato ultrasottile di rame o alluminio. Questo design riduce l’utilizzo di metallo fino all’85%, riduce il peso del collettore del 75% e fornisce il 27% di energia in più per carica, consentendo viaggi più lunghi con una singola carica. Inoltre, il nuovo collettore mantiene elevate prestazioni anche dopo 1.000 cicli di carica estremamente rapidi, uno scenario in cui le batterie tradizionali spesso si degradano rapidamente. Il risultato: maggiore durata della batteria, ricarica più rapida e minore necessità di materie prime critiche.
Compatibile con la grande produzione
Un ostacolo comune alle innovazioni nel campo delle batterie è la scalabilità. Molte alternative ai collettori di corrente convenzionali richiedono metodi di produzione complessi, incompatibili con gli standard del settore. I ricercatori dell’Ornl hanno integrato con successo il nuovo collettore in celle a moneta e a sacchetto utilizzando gli stessi metodi utilizzati negli impianti di produzione di batterie commerciali. Nonostante la tendenza del materiale più sottile a raggrinzirsi, il team ha identificato parametri di lavorazione ottimali che lo rendono idoneo alla produzione di massa. Questo apre la strada all’adozione commerciale senza richiedere importanti revisioni infrastrutturali alla catena di produzione.
Lo stato dell’arte delle batterie elettriche
Entro il 2032, si prevede che il mercato globale delle batterie agli ioni di litio crescerà dai 56,8 mld di dollari del 2023 a oltre 187,1 mld di dollari. Questa espansione è dovuta alla crescente necessità di progettare batterie efficaci per tenere il passo con la crescita del mercato dei veicoli elettrici. Aziende leader del mercato, come LG Energy Solution, si stanno concentrando su innovazioni in grado di migliorare le prestazioni complessive delle batterie, sviluppando al contempo sistemi di batterie ad alte prestazioni che raggiungano un equilibrio tra peso ed efficienza. Tesla sta addirittura ripensando l’architettura delle batterie riducendo l’uso di materiali costosi come il cobalto, il che evidenzia quanto sia fondamentale perfezionare i collettori di corrente come parte del processo e, con quello messo in campo dall’Ornl, potrebbe davvero mutare la forma di questo mercato.
L’articolo originale è stato pubblicato sul numero di Fortune Italia di settembre 2025 (numero 7, anno 8)
