Un recente studio sulle batterie al litio-ferro-fosfato (LFP) ha fatto notizia. Il motivo principale: mostrerebbero un degrado maggiore se utilizzati principalmente al di sopra del 75%. Ma è così drammatico come pensiamo?
Durante l'estate del 2024, uno studio incentrato sul degrado delle batterie LFP è stato pubblicato. Fin qui niente di anomalo: gli studi sulle batterie vengono pubblicati molto frequentemente. Tuttavia questo studio ha fatto versare molto inchiostro poiché, leggendolo velocemente, si potrebbe credere che fornisca nuove informazioni su questa chimica oggi ampiamente utilizzata.
In realtà non c'è nulla di allarmante, ma torneremo comunque nel dettaglio su quanto appreso, senza dimenticare un riepilogo delle idee preconcette sulle batterie delle auto elettriche che potranno essere nuovamente spazzate via grazie alla ricerca scientifica.
Le batterie LFP sono sempre più utilizzate per buone ragioni
Negli ultimi anni, le batterie LFP (litio-ferro-fosfato) sono aumentate per tre ragioni principali: il loro costo, la loro capacità di ricaricarsi frequentemente al 100% e la loro longevità. Tra gli esempi più notevoli possiamo citare la Tesla Model 3 e la Model Y, che utilizzano questa chimica della batteria dal 2021 sulle versioni entry-level, mentre le altre versioni passano alla chimica NMC (nichel-manganese-cobalto).
Queste Tesla restano quello che può ancora essere considerato il miglior rapporto qualità-prezzo sul mercato elettrico, con modelli molto competitivi per circa 40.000 euro, ma la LFP apre l'accesso anche ad auto elettriche “abbordabili” », come la Citroënë-C3,. disponibile per meno di 20.000 euro di bonus ecologico detratto.
Abbiamo già descritto in dettaglio le diverse caratteristiche chimiche delle batterie in questo file e non lo faremo di nuovo qui. Tieni solo presente che le batterie LFP non contengono cobalto e sono meno costose di altri prodotti chimici oggi. Resta il fatto che neanche loro sono perfetti e la loro densità energetica (la quantità di energia immagazzinabile in un dato volume) rimane indietro rispetto all'NMC; in concreto, una batteria LFP sarà più grande e più pesante di una NMC di pari capacità. Da qui la scelta dell'LFP, in generale, per le batterie “piccole”.
Cosa ci dice lo studio effettuato nell’estate del 2024?
Intitolato “Il range operativo delle celle al litio ferro fosfato/grafite influisce sulla loro durata” (La finestra operativa delle celle al litio ferro fosfato/grafite ne influenza la durata in inglese), lo studio svela quindi la sua conclusione già nel titolo: anche se sono batterie LFP, il modo in cui andrete a caricarle avrà un impatto sul degrado.
Ricordiamo che, se consideriamo le auto più vendute al mondo lo scorso anno (Tesla Model Y Propulsion), troviamo nell'applicazione mobile l'istruzione di ricaricare al 100% una volta alla settimana, lasciando il limite del 100% di carica.
Tuttavia, nelle conclusioni dello studio, troviamo la seguente osservazione:
I nostri risultati mostrano una correlazione tra lo stato di carica medio della batteria e il tasso di perdita di capacità, il che significa che minore è lo stato di carica medio, maggiore è la durata della batteria.
Eniko S. Zsoldos et al 2024 J. Electrochem. Soc. 171 080527
In altre parole, per mantenere la batteria in buone condizioni il più a lungo possibile, è necessario evitare di utilizzare gli intervalli di livello della batteria più alti (75% – 100%).
Se osserviamo più da vicino la metodologia utilizzata per questo studio, notiamo che i test vengono effettuati su un totale di 1400 cicli di batteria, ovvero per un'auto in grado di percorrere 300 chilometri con la sua batteria, l'equivalente di 420.000 chilometri circa. Ricordiamo che un ciclo corrisponde al 100% di utilizzo della batteria, che può avvenire in una volta (dal 100% allo 0%), oppure in più volte (4 volte dal 100% al 75%, oppure 2 volte dal 60% al 10%, ecc.).
Al termine di questi cicli vengono confrontati diversi profili di carica e scarica:
- cicli nell'intervallo 0% – 25%
- cicli nell'intervallo 0% – 60%
- cicli nell'intervallo 0% – 80%
- cicli nell'intervallo 0% – 100%
- cicli nell'intervallo 75% – 100%
Alla fine, viene misurata la degradazione delle cellule, e i risultati mostrano che è maggiore per le cellule che hanno completato i loro 1400 cicli solo nell’intervallo 75% – 100%.
Una volta digerite le conclusioni dello studio, come evitare di danneggiare eccessivamente la batteria? Prima di tutto, è importante capire cosa stiamo imparando: utilizzare solo l’intervallo della batteria dal 75% al 100% degraderà le celle in modo più significativo rispetto a quando si scende al livello della batteria.
In effetti, lo studio dimostra anche questo l'intervallo che degrada meno le celle è l'intervallo compreso tra 0% e 25%. Pertanto, potresti essere tentato di interrompere la ricarica al 25% e guidare al di sotto di questo limite solo se non hai bisogno di molta batteria su base giornaliera. Dopotutto, è fattibile, ma è una scommessa sicura che il comfort e la tranquillità di avere una batteria molto più carica sono più importanti per te della sua salute teorica su più di 400.000 chilometri.
Sui 1400 cicli, nel migliore dei casi, il degrado arriva al 5% senza mai superare il 25% della batteria. Analizzando l'intero intervallo dallo 0 al 100% della batteria, il degrado raggiunge il 9%. Nel famoso intervallo che va solo dal 75% al 100%, si osserva un peggioramento del 14%.
Detto più esplicitamente, immaginando sempre la batteria di un’auto elettrica che percorre 300 chilometri a ciclo, dopo 420.000 chilometri, con le peggiori abitudini di ricarica possibili, il degrado potrebbe arrivare a 42 chilometri di autonomia: vale a dire che si potranno viaggiare solo “soli” 258 chilometri se ne facevi 300 con la batteria nuova.
Nella migliore delle ipotesi si perderebbero solo 15 chilometri di autonomia e, più realisticamente, dopo 420.000 chilometri percorsi si perderebbero circa 27 chilometri. Ma è necessaria una politica di ricarica draconiana per risparmiare 12 chilometri di autonomia sull’equivalente di quasi 40 anni di guida per un francese medio? Probabilmente no.
Dovresti smettere di caricare una batteria LFP al 100%?
Sulle batterie NMC è buona norma limitare la carica all’80% il più spesso possibile, e mantenere la carica al 100% solo per i viaggi lunghi dove è fondamentale arrivare in sicurezza. Naturalmente è possibile adottare la stessa politica sulle batterie LFP per migliorarne la durata.
Per andare oltre
Perché alcune auto elettriche devono essere ricaricate all'80% e altre al 100%
Tuttavia, se ad esempio Tesla consiglia di ricaricare una volta alla settimana al 100% le sue batterie LFP, non è per niente. Il sistema di gestione della batteria deve essere ricalibrato più frequentemente per questo tipo di batteria rispetto ad altri. Pertanto, 100% sarà sinonimo di batteria carica al 100% e 0% di batteria scarica. Se una batteria LFP è mal calibrata, potresti arrivare al 5% e avere una brutta sorpresa quando ti ritroverai completamente fermo. Una calibrazione (tramite una ricarica completa) riporterà il sistema in linea.
C'è quindi da trovare una via di mezzo, che permette comunque di rispettare settimanalmente l'indicazione di ricarica al 100%. Se, ad esempio, utilizzi ogni giorno solo tra il 10 e il 15% della batteria, non c'è bisogno di collegarla ogni giorno per trovarla al 100% ogni mattina: pianifica solo una ricarica durante la settimana, e poi sarai in grado di utilizzare l'auto tutta la settimana spazzando l'intera autonomia della batteria dallo 0 al 100%.
Allo stesso modo, se utilizzi il 25% della batteria, ricaricarla ogni 3 giorni in teoria sarà meno degradante rispetto a collegarla ogni giorno quando si raggiunge il 100%. In ogni caso, tienilo presente la differenza in termini di autonomia persa o conservata nell'arco dell'intera vita del vostro veicolo verrà probabilmente conteggiata in una decina di chilometri al massimo.
Tesla, come qualsiasi altro produttore, non ha alcun interesse particolare a darti abitudini di ricarica che degraderebbero eccessivamente le batterie. Infatti, con una garanzia sulle batterie di 8 anni e 160.000 chilometri, comportamenti dannosi porterebbero a costringerli a sostituire le batterie difettose. E se ci sono molte azioni che i produttori non vogliono dover compiere in gran numero, sono proprio queste.
Ricordiamo infine, ancora una volta, che le batterie delle nostre auto elettriche durano nel tempo. Tesla segnala una perdita media del 15% della capacità iniziale dopo più di 200.000 miglia (circa 322.000 chilometri) di utilizzo, mentre un recente studio americano stima che solo il 2,5% delle batterie delle auto elettriche in circolazione debba essere sostituito.
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