Già entro il 2020 le batterie Bosch potrebbero essere capaci di accumulare il doppio dell'energia ad un costo notevolmente ridotto. Le previsioni di mercato sono altrettanto ottimistiche: da qui a 10 anni, Bosch prevede che circa il 15% dei nuovi veicoli nel mondo avrà un sistema di propulsione e trasmissione elettrico. Ed è per queste ragioni che Bosch sta investendo 400 milioni di euro all'anno nell'elettromobilità.
La sfida attuale: grande peso e bassa densità energetica
Thorsten Ochs, Responsabile R&D Battery Technology del nuovo campus di Renningen, spiega quello che servirà affinché la tecnologia nel campo delle batterie possa evolversi: "Per fare in modo che l'elettromobilità venga largamente accolta, i veicoli di media grandezza hanno bisogno di 50 kilowattora di energia utilizzabile". Con le convenzionali batterie al piombo, questo significherebbe aumentare il peso della batteria fino a 1,9 tonnellate, esclusi cablaggio e supporto, che equivalgono ad una berlina odierna di medie dimensioni, inclusi passeggeri e bagagli. Una convenzionale batteria al piombo, come quella che si trova in ogni auto per azionare il motorino di avviamento, pesa 19 chilogrammi e la sua potenza è di soli 0,5 kilowattora.
L'obiettivo: peso di soli 190 kg e ricarica in 15 minuti
Rispetto alle caratteristiche sopra elencate, le batterie agli ioni di litio di oggi sono nettamente superiori. Per ogni grammo del loro peso accumulano più del triplo della quantità di energia. Con un peso di 230 kg, la batteria di un'auto elettrica moderna fornisce circa dai 18 ai 30 kilowattora. Per raggiungere i desiderati 50 kilowattora, sarebbe necessaria una batteria con un peso che varia dai 380 ai 600 chilogrammi. In collaborazione con i suoi colleghi sparsi per il mondo, Ochs sta lavorando per raggiungere l'obiettivo dei 50 kilowattora in 190 chilogrammi. Inoltre, i ricercatori stanno tentando di ridurre in modo significativo i tempi di ricarica delle auto. "Le nostre nuove batterie dovrebbero poter raggiungere il 75% di carica in meno di 15 minuti" ha affermato Ochs.
Il responsabile R&D del nuovo campus e i suoi colleghi credono fermamente che il miglioramento della tecnologia al litio permetterà a questi obiettivi di diventare realtà, perché il litio è il metallo più leggero. Anche solo per questa ragione, le batterie al piombo, zinco o nichel e cadmio presenterebbero un peso più significativo. "Abbiamo ancora molta strada davanti a noi per quanto riguarda il litio" ha specificato Ochs. Per fare dei progressi in questo campo, il team a Renningen collabora a stretto contatto con gli esperti Bosch a Shanghai e Palo Alto. E come ulteriore misura per far avanzare la ricerca nelle batterie aglio ioni di litio, Bosch ha creato la joint venture Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG, unendosi a GS Yuasa e Mitsubishi Corporation.
Più spazio per l'energia elettrica grazie alla tecnologia innovativa della Silicon Valley
In linea teorica la soluzione sembra semplice: "Più ioni di litio ci sono in una batteria, più elettroni, e quindi più energia, sarà possibile accumulare nello stesso spazio" ha dichiarato Ochs. Poiché i ricercatori hanno bisogno di migliorare le celle ad un livello atomico e molecolare, mettere in pratica la teoria è tutt'altro che facile. Uno degli aspetti fondamentali per raggiungere questo obiettivo è quello di ridurre la proporzione di grafite nella porzione della batteria dell'anodo, oppure eliminarla del tutto. Utilizzare il litio al posto della grafite renderebbe possibile triplicare l'accumulo di energia nella stessa quantità di spazio. Ochs e i suoi colleghi hanno già molte idee su come rimuovere la grafite e su quali materiali potrebbero sostituirla. Il CEO Bosch Volkmar Denner ha recentemente presentato una soluzione prototipo all'IAA. Grazie all'acquisizione di Seeo Inc., una start up con sede nella Silicon Valley, Bosch è ora in possesso di notevoli conoscenze nel campo delle innovative batterie allo stato solido. Questi nuovi tipi di celle, che non contengono più liquidi, saranno una svolta importante per questa tecnologia.
Inoltre, le batterie migliorate agli ioni di litio potranno essere utilizzate anche per altri dispositivi, come smartphone, laptop, tablet, nonché elettrodomestici e sistemi wireless e in molti altri prodotti.
