Batterie per auto elettriche: il brillante, il buono e il brutto

L’ondata di Tesla e altri veicoli elettrici (EV) che circolano sulle strade del Regno Unito ha segnato l’inizio di una nuova era nei trasporti.

Questi veicoli a emissioni zero, silenziosi e meccanicamente semplici sono un punto di svolta, soprattutto considerando i prezzi astronomici della benzina che stiamo attualmente vedendo.

Tuttavia, ci sono problemi che devono essere risolti prima che i veicoli elettrici mantengano le loro promesse ambientali, in particolare con la produzione e il riciclaggio della grande batteria agli ioni di litio (Li-Ion) che è al centro della sua funzionalità.

In questa guida, ti presentiamo il brillante, il cattivo e il brutto dei veicoli elettrici e delle loro batterie agli ioni di litio in modo che la tua azienda possa trarre pieno vantaggio da questa tecnologia immensamente dirompente.

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Che cos’è un’auto elettrica (EV)?

Cominciamo dalle basi: un’auto elettrica o un veicolo elettrico (EV) è semplicemente un’auto alimentata dall’elettricità della rete energeticaal contrario di benzina o benzina.

I veicoli elettrici non sono dotati delle molte complessità dei motori a combustione: filtri del carburante, valvole, sistemi di accensione o persino un cambio, il che li rende stranamente semplici, silenziosi e resistenti poiché ci sono meno parti mobili che possono rompersi.

Probabilmente, la riduzione della strada emissioni la sostituzione dei veicoli a benzina salverà innumerevoli vite, con ben 145 milioni di veicoli elettrici che dovrebbero essere in circolazione a livello globale entro il 2030.

Tuttavia, il mondo non sembra essere pronto ad affrontare le ricadute poiché le batterie agli ioni di litio esauste che alimentano i veicoli elettrici richiedono un’attenta selezione e lavorazione per essere riciclate in modo appropriato, con i metalli che lo compongono sono naturalmente scarsi e i suoi componenti sono tossici se non trattati.

Cosa sono le batterie agli ioni di litio (Li-Ion)?

I veicoli elettrici contemporanei sono alimentati da batterie ricaricabili agli ioni di litio (Li-Ion), essenzialmente versioni ingrandite di quelle su telefoni cellulari e laptop.

Le batterie agli ioni di litio funzionano, consentendo il movimento degli ioni di litio tra un terminale positivo e uno negativo per immagazzinare e utilizzare l’energia elettrica.

Poiché il litio è il metallo più leggero, può essere utilizzato per immagazzinare energia in una struttura leggera rispetto alle batterie al piombo-acido più dense utilizzate nelle tradizionali auto a benzina.

Le batterie agli ioni di litio sono state sperimentate già negli anni ’70 e hanno visto gran parte del loro sviluppo da quando l’elettronica portatile come laptop, lettori musicali portatili e telefoni cellulari è diventata di gran moda negli anni ’90 e 2000.

Di cosa sono fatte le batterie per veicoli elettrici?

Le batterie dei veicoli elettrici possono essere adattate in modo ottimale alle dimensioni del veicolo collegando insieme il numero richiesto di piccole celle agli ioni di litio.

La batteria media di un veicolo elettrico può facilmente pesare mezza tonnellata e coprire la larghezza del telaio, fornendo fino a 100 kWh di energia.

La tipica batteria per veicoli elettrici contiene circa 50 kg di litio, con quantità minori ma vitali anche necessarie di altri metalli rari come cobalto, nichel, fosforo e manganese, almeno nei modelli attuali.

Da dove vengono le materie prime agli ioni di litio?

Dato l’alto livello di finanziamento e attenzione, la tecnologia delle batterie per veicoli elettrici è in rapida evoluzione e i design e i requisiti dei materiali potrebbero variare notevolmente in futuro.

Più recentemente, lo sviluppo sta sacrificando sempre più l’accumulo di energia e l’energia per miglioramenti nella sicurezza antincendio, un design più favorevole al riciclaggio e una minore dipendenza da metalli rari come litio, cobalto e nichel.

La ragione di quest’ultimo è che la Cina ha monopolizzato la catena di approvvigionamento delle batterie per veicoli elettrici, si è assicurata un flusso costante di queste materie prime e ha sviluppato la capacità di elaborazione e riciclaggio per affrontarle.

Chi produce le batterie EV (Li-Ion)?

La Cina è attualmente il principale produttore di batterie per veicoli elettrici. L’anno scorso, ha utilizzato quasi la metà del litio estratto a livello globale per alimentare le sue mega fabbriche di batterie agli ioni di litio.

Molte delle batterie sono vendute ad aziende come Tesla, BMW e Volkswagen, ma una grossa fetta è riservata per soddisfare la domanda dei produttori cinesi di veicoli elettrici locali come BYD e SAIC, che sono leader del mercato globale ma non sono ancora apparsi nel Regno Unito mercati.

La Cina è la il più grande mercato delle batterie per veicoli elettricisuperando sia l’UE che gli USA, poiché la Cina si assicura un ruolo fondamentale in questa infrastruttura del futuro.

Produttore di batterie CATL è la più grande in Cina e si ritiene che produca circa un terzo delle batterie globali per veicoli elettrici, un’impresa che richiede forniture globali a lungo termine di materiali e strutture ad alta tecnologia.

Quanto durano le batterie dei veicoli elettrici?

Come tutte le batterie, le batterie agli ioni di litio perdono gradualmente la loro capacità di trattenere e trasferire la carica elettrica per fornire la potenza e l’autonomia richieste dal veicolo.

La stima generale è che i veicoli elettrici stanno attualmente perdendo circa il 2% della loro autonomia ogni anno poiché la capacità della batteria diminuisce.

La maggior parte dei produttori ha una garanzia da cinque a otto anni sulla propria batteria, ma il consenso generale è che le batterie EV dell’attuale generazione hanno una durata compresa tra 10 e 20 annia seconda del loro utilizzo e per cosa sono necessari.

Ad esempio, se un veicolo elettrico viene utilizzato per guidare merci all’interno di una proprietà commerciale, probabilmente può prolungarne la durata poiché potrebbe comunque svolgere le sue funzioni con una batteria molto ridotta.

Quali sono alcuni dei problemi relativi alle batterie dei veicoli elettrici?

Le batterie dei veicoli elettrici presentano problemi di sicurezza e ambientali sia diretti che indiretti quando si considera il loro intero ciclo di vita, dall’estrazione dei suoi componenti metallici all’assemblaggio, all’utilizzo e, infine, al riciclaggio e allo smaltimento.

Quali sono i problemi di sicurezza relativi alle batterie dei veicoli elettrici?

Molte forme di litio utilizzate nella produzione di veicoli elettrici sono corrosive e dannose per l’uomo, quindi è necessaria molta cura in tutte le fasi del suo ciclo di vita, compreso il riciclaggio.

Il rischio più immediato, tuttavia, ha a che fare con la nota reattività del litio, che lo rende un pericolo per la sicurezza antincendio poiché le batterie potrebbero (e si sono autocombustite!). L’autocombustione agli ioni di litio è una delle ragioni principali degli incendi globali nelle discariche.

Quali sono i problemi ambientali che circondano le batterie dei veicoli elettrici?

Ci sono problemi ambientali durante tutto il ciclo di vita di una batteria EV.

Quando il litio è concentrato a livelli innaturali durante l’estrazione e la produzione, diventa un inquinante tossico che può causare danni all’ambiente se si disperde negli ecosistemi o nell’approvvigionamento idrico.

Alla fine del suo ciclo di vita, se una batteria non viene riciclata in modo appropriato, l’elettrolito di litio all’interno potrebbe fuoriuscire e contaminare l’ambiente circostante.

Con poca o nessuna regolamentazione attualmente in vigore per far fronte all’imminente scala delle batterie, questa è attualmente una grande preoccupazione, soprattutto se i veicoli elettrici usati vengono poi venduti ai paesi più poveri come accade con le auto a benzina.

Le batterie dei veicoli elettrici sono riciclabili?

Le quantità significative di metalli preziosi come litio, cobalto e nichel rendono le batterie un’attività potenzialmente redditizia e strategica.

Attualmente, i costi sono ancora elevati poiché l’industria è ancora agli inizi e anche le batterie non sono progettate pensando alla facilità di riciclaggio (ad es. i metalli vengono saldati insieme anziché assemblati, rendendoli difficili da separare).

Il riciclaggio delle batterie agli ioni di litio per veicoli elettrici è attualmente molto più complesso del riciclaggio delle batterie al piombo. Batterie così grandi richiedono molto spazio di archiviazione, esperienza tecnica e protocolli di sicurezza rigorosi per affrontare i rischi di incendio.

Tuttavia, per i paesi senza riserve di litio, il riciclaggio delle batterie dei veicoli elettrici potrebbe essere una fonte primaria di questi metalli per rifornire la propria industria di produzione di batterie (e non dipendere dalla Cina per questo).

Dove vengono riciclate le batterie agli ioni di litio?

Naturalmente, la Cina è il leader negli impianti di riciclaggio delle batterie agli ioni di litio.

Tuttavia, con i potenziali casi d’uso delle batterie esauste ancora in fase di studio e un potenziale mercato dei veicoli elettrici di seconda mano per i paesi più poveri ancora in gioco, c’è la possibilità che l’infrastruttura di riciclaggio si decentralizzi.

Le batterie esaurite potrebbero non essere abbastanza potenti per spostare un veicolo, ma potrebbero avere un’altra vita nell’accumulo di energia per case e aziende che fanno affidamento sulla propria energia verde o sono fuori rete.

Ciò che è fondamentale è che le batterie dei veicoli elettrici siano grandi e contengano litio tossico, creando trasporto complicato e costososottolineando la necessità che gli impianti di riciclaggio siano vicini al luogo di fine vita.

Come cercano le economie neutralità del carbonio entro il 2050, rendere non redditizio il riciclaggio delle batterie agli ioni di litio significa che potrebbero finire per costare al governo (e quindi ai contribuenti) o, peggio ancora, finire in discariche di ristagno.

Questo è interessante, ma perché scrivi di veicoli elettrici?

In AquaSwitch, vogliamo aiutarti a capire cosa accadrà inevitabilmente nei mercati energetici futuri e come utilizzarlo a tuo vantaggio.

Che ne dici di fornire una stazione di ricarica per veicoli elettrici nei tuoi locali commerciali per attirare talenti lungimiranti o utilizzarla come parte dei vantaggi dell’azienda; speriamo di pubblicare qualcosa al riguardo presto.

In ogni caso, cambiare fornitore di energia l’uso del nostro strumento di confronto è ancora il modo migliore per sfruttare il libero mercato per risparmiare denaro aziendale durante questi tempi costosi.