Auto elettriche: ricarica in meno di 10 minuti? I primi test ufficiali

Nel mondo delle auto elettriche, ogni promessa di ricarica più rapida accende subito curiosità e un po’ di scetticismo. La startup finlandese Donut Lab è finita esattamente in questo vortice dopo aver annunciato una batteria allo stato solido pronta per la produzione.

Ora arrivano i primi risultati indipendenti dal centro di ricerca statale VTT in Finlandia, che mettono numeri concreti su quelle promesse: tempi di ricarica molto brevi, comportamento termico monitorato da vicino e qualche dettaglio in più su cosa rende questa soluzione così diversa dalle comuni celle agli ioni di litio.

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Il test di VTT Technical Research Centre of Finland si è concentrato su due aspetti chiave: la velocità di ricarica e il comportamento termico del pacco batteria di Donut Lab. Si tratta del primo esame indipendente su questa tecnologia, dopo mesi di dichiarazioni che avevano alimentato dubbi sulla reale fattibilità del progetto.

Secondo il rapporto, la batteria è stata in grado di passare dallo 0% all’80% di carica in circa 9,5 minuti, mantenendo il 100% della capacità disponibile.

In altri test, sempre dallo 0% all’80%, il tempo è sceso a circa 4,5 minuti, con una capacità residua pari al 99%.

Per descrivere la velocità di ricarica, VTT ha utilizzato il parametro di C-rate, dove 1C indica una ricarica da vuoto a pieno in un’ora. Le comuni batterie agli ioni di litio lavorano di solito tra 1C e 3C con sistemi di raffreddamento attivo, mentre in questo caso la potenza di ricarica è salita a valori molto più elevati senza alcun raffreddamento a liquido.

La sequenza di prova è partita da un test di scarica standard a 1C, seguito da ricariche rapide a 5C e 11C con due diverse configurazioni di raffreddamento passivo. In queste condizioni, la cella di Donut Lab ha retto una ricarica a 5C per oltre nove minuti, raggiungendo l’80% in circa 9,5 minuti e il 100% in poco più di 12 minuti.

Un dato importante è che, dopo la ricarica, VTT ha misurato il 100% della capacità caricata nuovamente disponibile in scarica.

In pratica, la cella non ha mostrato perdite immediate di capacità nonostante la ricarica estremamente aggressiva, un punto in cui molte batterie tradizionali iniziano a degradarsi molto in fretta.

Le batterie allo stato solido vengono spesso descritte come il “sacro graal” dell’accumulo di energia, ma finora sono rimaste soprattutto nei laboratori. Oggi la maggior parte dei veicoli elettrici utilizza celle agli ioni di litio con elettrolita liquido, che può rallentare la ricarica, soffrire alle basse temperature e introdurre rischi di infiammabilità in caso di urti o guasti.

Le celle allo stato solido usano invece un materiale conduttivo solido e “secco“, in grado di immagazzinare più energia per unità di massa e di ridurre i problemi di thermal runaway, cioè le reazioni a catena che possono portare al surriscaldamento incontrollato delle batterie tradizionali.

Secondo Donut Lab, la propria batteria raggiunge una densità energetica di 400 watt-ora per chilogrammo, mentre molte celle agli ioni di litio oggi si collocano tra 200 e 300 watt-ora per chilogrammo.

L’azienda dichiara inoltre che la batteria può ricaricarsi in meno di 10 minuti e resistere fino a 100.000 cicli di carica-scarica, a fronte dei circa 1.500–3.000 cicli tipici delle tecnologie attuali.

Il modello testato da VTT, chiamato “Solid State Battery V1“, ha una capacità di 26Ah e un’energia nominale di 94Wh. Si tratta quindi di una singola cella di riferimento, non di un pacco completo per veicoli, ma sufficiente per valutare i comportamenti di base in ricarica e scarica.

Il direttore tecnico di Donut Lab, Ville Piippo, ha sottolineato che, a differenza di altre soluzioni allo stato solido che richiedono alte pressioni di compressione e subiscono variazioni di volume fino al 15–20% durante i cicli di ricarica, la batteria Donut non necessita di compressioni speciali né di sistemi di raffreddamento più estesi. Secondo Piippo, questo semplifica la struttura dei pacchi batteria e permette soluzioni più economiche e con migliore densità di energia e potenza rispetto alle celle agli ioni di litio.

Un aspetto centrale del test è stato il raffreddamento. Molte batterie per auto elettriche, come quelle di Tesla o Hyundai, utilizzano complessi sistemi di raffreddamento a liquido per mantenere la temperatura sotto controllo durante la ricarica rapida. VTT ha scelto invece di eliminare questi sistemi per verificare se la batteria di Donut Lab potesse funzionare in sicurezza con un semplice raffreddamento passivo.

I ricercatori hanno provato due configurazioni: nella prima, la batteria era schiacciata tra due piastre di alluminio, nella seconda appoggiata su una sola piastra metallica. In entrambi i casi, VTT ha monitorato in modo continuo la temperatura, proprio per capire se si potesse evitare un sistema di raffreddamento pesante e costoso.

Durante uno dei test con una sola piastra, la batteria ha raggiunto i 90 °C, cioè il limite di sicurezza impostato sulla macchina di prova, che si è spenta automaticamente per evitare danni. Gli operatori hanno scoperto che la cella non era in contatto in modo sufficientemente stretto con la piastra di raffreddamento, quindi l’hanno bloccata meglio per migliorare il contatto termico e permettere al calore di fluire più efficacemente nel metallo.

Sul fronte della sicurezza a lungo termine, il rapporto di VTT lascia però diversi punti in sospeso. Il centro non conferma la chimica interna della batteria, limitandosi ad accettare la descrizione fornita da Donut Lab, senza entrare nel dettaglio dei materiali impiegati.

Manca inoltre un’analisi sul cosiddetto problema dei dendriti, citato dal collaboratore di The Verge Tim Stevens: minuscole strutture simili a stalagmiti che possono crescere dall’anodo al catodo attraverso l’elettrolita solido, causando cortocircuiti. Donut Lab promette altri test indipendenti, che potrebbero affrontare proprio questi aspetti ancora irrisolti.

Se i numeri di oggi trovassero conferma in prove più ampie e trasparenti, una ricarica da 30–40 minuti potrebbe davvero ridursi a una sosta di circa 5 minuti, molto simile a un rifornimento di benzina. Staremo a vedere se diventerà realtà, soprattutto in termini di scalabilità industriale e commerciale.