La batteria agli ioni di litio ha già rimodellato il nostro modo di vivere consentendo la proliferazione di telefoni cellulari e tablet. Ora la tecnologia sta dando il proprio aiuto verso l'elettrificazione dei trasporti e la transizione verso le energie rinnovabili. In effetti, la batteria agli ioni di litio è diventata così importante per il progresso tecnologico che i suoi inventori hanno ricevuto il premio Nobel per la chimica nel 2019.

Picco nel vertiginoso aumento delle richieste di batterie

achin Pimpalnerkar, Global Segment Manager for Renewables, KanthalDagli anni '90, l'aumento della produzione di batterie agli ioni di litio è dovuto alla crescente domanda di dispositivi elettronici di consumo portatili come smartphone, tablet e laptop. Tuttavia, sebbene questo rimarrà un segmento significativo, lo sviluppo di veicoli elettrici ha innescato un ulteriore aumento delle richieste di batterie. La Commissione europea ha stimato che nel mondo ci saranno tra i 50 ei 200 milioni di auto elettriche entro il 2028, rispetto ai 4 milioni nel 2018 e persino 900 milioni di veicoli entro il 2040.

Inoltre, il passaggio alle fonti energetiche rinnovabili aumenterà la domanda di batterie agli ioni di litio per lo stoccaggio. Poiché l'energia solare ed eolica sono fonti intermittenti, queste non sono affidabili come i combustibili fossili. Tuttavia, fornendo la capacità di stoccaggio, le batterie agli ioni di litio potrebbero rendere l'energia rinnovabile molto più affidabile e utilizzabile.

"Le batterie agli ioni di litio sono un grande attivatore tecnologico e questo porterà a un'enorme crescita della capacità di produzione, specialmente in Europa

"Le batterie agli ioni di litio sono un grande attivatore tecnologico e questo porterà a un'enorme crescita della capacità di produzione, specialmente in Europa", afferma Sachin Pimpalnerkar, Global Segment Manager per le Energie rinnovabili, Kanthal.

Ottenere di più con meno

Oltre all'aumento della capacità di produzione, ci sono altre due aree chiave su cui i produttori di batterie possono concentrarsi: il miglioramento continuo della densità energetica delle batterie e la drastica riduzione dei costi.

"Oggi, i veicoli elettrici hanno un'autonomia limitata. Ci vuole troppo tempo per ricaricarli e i costi sono ancora troppo alti", afferma Pimpalnerkar. "Quasi il 30-40% del costo di un'auto elettrica riguarda la batteria stessa. Tuttavia, la densità di energia continua a migliorare, il che significa che è possibile ottenere più energia nella stesso volume. Anche il prezzo è in continuo calo. A un certo punto in un futuro prossimo, sarà paragonabile a un motore a combustione interna".

Tra il 2010 e il 2023, si prevede che il costo medio di una batteria agli ioni di litio sia sceso da 1.160 a quasi 100 dollari USA per kilowattora . Le previsioni attuali ipotizzano che il prezzo potrebbe scendere al di sotto di 100 dollari per kWh entro il 2024. Questo è il punto in cui i veicoli elettrici possono essere equiparati al tradizionale motore a combustione interna.

Espansione della produzione

Per soddisfare questa domanda, la produzione attuale deve crescere in modo esponenziale nei prossimi anni. Secondo Wood MacKenzie, una società di ricerca e consulenza globale, si prevede che la capacità cumulativa della batteria agli ioni di litio aumenterà di oltre cinque volte fino a 5.500 GWh tra il 2021 e il 2030. Nel frattempo, la capacità della Cina nel 2023 dovrebbe raggiungere gli 800 GWh.

Di conseguenza, ciò avrà anche un impatto sulla domanda di materie prime e componenti chiave, come il catodo.

"Il catodo è uno dei componenti più importanti dell'intera batteria in termini di prestazioni", spiega Pimpalnerkar. "E' quello che determina la densità di energia della batteria, e la domanda di catodi aumenterà in proporzione diretta alla necessità di celle per batterie".

Massimizzare l'efficienza energetica

Per la produzione di materiale catodico, nel processo di calcinazione sono necessarie temperature comprese tra 800 e 1.000 gradi Celsius. Inoltre, il processo di produzione deve essere progettato e controllato in modo tale da poter ottenere livelli di purezza eccezionalmente elevati nei materiali catodici. Come per tutti i processi di produzione industriale ad alta temperatura, la sfida per gli utilizzatori dei forni è ottimizzare l'efficienza energetica e la produttività, garantendo al contempo la produzione uniforme e di alta qualità dei materiali catodici.

"Poiché i sistemi di riscaldamento Kanthal consentono ai produttori di raggiungere l'esatta temperatura nei punti in cui è necessario, le polveri catodiche che si ottengono saranno della migliore qualità, con una buona efficienza energetica e un'elevata produttività", afferma Pimpalnerkar. "Data la presenza globale di Kanthal, possiamo anche aiutare i clienti a crescere ed espandersi nel mondo e forniamo un ottimo supporto tecnico. Tutto ciò sarà ancora più importante nei prossimi anni, poiché la domanda di batterie agli ioni di litio sta crescendo rapidamente".