Auto elettriche, le batterie. Dal litio al sodio: tutto quello che c'è da sapere

L’idea originale risale al 1979 e valse 40 anni dopo il premio Nobel al fisico statunitense John B. Goodenough, inventore a tutti gli effetti della batteria ricaricabile al litio. E’ lei la protagonista unica della attuale transizione verso l’auto elettrica. Del resto, i vantaggi rispetto alle soluzioni precedenti stanno tutti nella leggerezza degli accumulatori, nella densità di corrente nettamente superiore e nella capacità di accettare migliaia di cicli di ricarica completi prima di perdere efficacia. Sotto i riflettori c’è il litio, il metallo solido più leggero tra gli elementi in natura, estremamente reattivo, con una altissima facilità a perdere un elettrone diventando instabile, e poi la tendenza altrettanto forte a recuperarlo per tornare stabile. Sfruttare la velocità di questi passaggi, separando i flussi, è la forza di questa soluzione. Entrando nel dettaglio, notiamo che polo positivo catodo è composto generalmente da ossido di litio e cobalto (LiCoO2), mentre quello negativo anodo è in grafite. I due poli sono divisi da un elettrolita, ovvero un liquido che contiene sali di litio all’interno del quale è inserita una membrana, chiamata separatore. Dividendo i flussi di ioni ed elettroni la batteria prende vita. Durante la fase di carica, l’atomo di litio viene separato dall’ossido metallico dividendosi in un elettrone e in uno ione. Quest’ultimo passa attraverso l’elettrolita e la membrana separatrice e si posiziona tra gli strati di grafite del polo negativo. Gli elettroni invece non possono attraversare la membrana, e vengono quindi indirizzati nel circuito esterno, ovvero alla fonte di carica, che a sua volta ne cede al polo negativo della batteria. Durante la fase di scarica, quella in cui la batteria cede l’energia immagazzinata, i flussi si ricongiungono. Gli ioni di litio migrano verso l’elettrolita per istallarsi nell’elettrodo positivo e un numero equivalente di elettroni viaggiano attraverso il circuito esterno producendo la corrente utile alla vettura. Dal punto di vista costruttivo, l’anodo in grafite riveste una lamina di rame così come e l’ossido metallico una in alluminio, mentre il sale di litio viene depositato su un foglio separatore tra i due: il tutto può essere avvolto o disposto in molteplici strati per rendere la batteria più compatta.