Batterie auto elettriche: cosa sono e come funzionano

Le auto elettriche sono sempre più diffuse nelle grandi città. Se fino a qualche anno fa erano sinonimo d’innovazione esotica e anche di un certo benessere economico, oggi sono sempre più alla portata di tutti.

Quando si parla di mobilità elettrica non si deve però commettere l’errore di scambiare per sinonimi le auto elettriche e quelle ibride. Infatti la seconda tipologia di veicoli (come suggerisce lo stesso nome) viene alimentata sia per mezzo delle batterie elettriche, sia tramite carburanti tradizionali.

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Premesso ciò, andiamo a vedere cosa è alla base del funzionamento dei veicoli elettrici, ponendo l’accento sui numerosi vantaggi e svantaggi che le batterie elettriche presentano.

Batterie auto elettriche: come sono costruite e come funzionano

Per comprendere meglio i punti di forza e di debolezza dei veicoli elettrici occorre prima di tutto spiegare qual è il meccanismo alla base di questi veicoli e in che modo funziona.

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La batteria di un’auto elettrica è un dispositivo in grado di convertire energia chimica in energia elettrica, che a sua volta genera energia motrice per il veicolo. Questo processo è di natura reversibile, ne segue che non necessita di un’alimentazione costante da parte di un carburante, come nel caso dei veicoli tradizionali o delle auto a idrogeno. Al pari delle fuel cell che si trovano proprio nei veicoli a idrogeno, le batterie che si trovano nei veicoli elettrici sono composte da tre elementi:

• Anodo;
• Catodo;
• Elettrolita;

Il primo elemento, l’anodo, è detto «cedente» in quanto l’elemento che lo costituisce genera un flusso di elettroni. Può essere composto da elementi di varia tipologia. Il principale è il litio, che rappresenta l’elemento chimico centrale per la produzione di veicoli elettrici di nuova generazione. In passato si sono prodotte batterie che sfruttavano elementi quali il piombo nell’anodo, ma questi veicoli presentavano enormi svantaggi in termini di tempi di ricarica e autonomia. Il catodo è invece detto «ricevente», dato che l’elemento che lo compone acquista il flusso di elettroni provenienti dall’anodo. Nella auto a ioni di litio il catodo è composto da carbonio. Il terzo elemento, l’elettrolita, è invece una sostanza che permette il transito del flusso di elettroni dall’anodo al catodo.

Solitamente l’elettrolita è presente in forma liquida, negli ultimi anni però si sono sperimentate le auto elettriche con elettrolita solido, il quale concorre ad aumentare la densità energetica e dunque l’autonomia del veicolo elettrico.

Batterie per auto elettriche: vantaggi e svantaggi

Le batterie per auto elettriche presentano numerosi punti di forza, anche se sono ancora oggetto di discussione e vi sono diversi lati negativi inerenti il loro utilizzo.

Vantaggi

Il primo vantaggio che si riscontra nell’utilizzo di auto elettriche è ovviamente rappresentato dall’abbattimento dell’emissione di CO2, essendo le auto elettriche non alimentate dai carburanti di origine fossile. Oltretutto la mobilità elettrica permette di combattere anche un altro tipo d’inquinamento: quello acustico. Infatti le auto elettriche non emettono i rumori che si tende ad accostare alle comuni automobili. In un ambiente urbano l’inquinamento acustico rappresenta la seconda fonte d’inquinamento più diffusa e negli ultimi anni in diverse città sono state presi provvedimenti sempre più duri al fine di ridurre le fonti d’inquinamento acustico.

Nelle grandi città non è più così raro imbattersi in colonnine di ricarica, a testimonianza del fatto che questo tipo di veicoli sta prendendo sempre più piede. Non si pone perciò il problema legato all’impossibilità di ricaricare il proprio veicolo se ci si trova distanti dalla propria abitazione. Non bisogna poi sottovalutare i numerosi vantaggi previsti per l’acquisto di questa tipologia di veicoli.

Svantaggi

L’altro lato della medaglia ci restituisce in primo luogo il grande svantaggio legato all’autonomia dei veicoli elettrici, che risulta essere ancora troppo inferiore rispetto a quella delle auto diesel o benzina. Infatti se spostarsi in una città non è più un problema, nel caso in cui si volesse fare un viaggio molto lungo in autostrada si rischierebbe di rimanere a secco di energia. Questo svantaggio sarà probabilmente colmato nei prossimi anni.

Ii tempi di ricarica delle auto elettriche si sono abbassati sempre più con il passare degli anni, tuttavia risultano essere ancora alti se paragonati per esempio a quelli necessari per un’auto a idrogeno o a benzina. Oltretutto le batterie a litio possono dar luogo a incendi in determinate condizioni. Si tratta di eventi rari, ma non si può escludere il rischio in caso di grave urto.

Lo smaltimento delle batterie a litio è un altro punto critico, dato che può rivelarsi dispendioso in termini economici e non molto ecosostenibile. Su quest’ultimo punto è bene però sottolineare il fatto che nelle economie più sviluppate non sussistono gravi pericoli ambientali rappresentati dallo smaltimento delle batterie a litio. Il problema si concentra più nelle economie in via di sviluppo.

L’ultimo dei grandi svantaggi delle batterie elettriche riguarda la temperatura esterna. Quando si scende sotto i -10°C o si sale sopra i 30-35°C la batteria potrebbe non funzionare correttamente. Questo aspetto rappresenta una grande sfida per le case produttrici di veicoli elettrici, considerando che i paesi con climi molti caldi (per esempio quelli della Penisola Arabica) sono anche i principali nuovi mercati per la mobilità elettrica.