Una batteria agli ioni di sodio che non prende fuoco, non esplode e regge temperature fino a 300° C senza andare in crisi. Sembra quasi troppo bello per essere vero, eppure i risultati pubblicati su Nature Energy raccontano esattamente questo. Il lavoro arriva dall’Accademia delle Scienze cinese, dove un gruppo di ricercatori ha messo a punto una cella capace di eliminare il cosiddetto thermal runaway, quel fenomeno di instabilità termica che, nei casi peggiori, porta una batteria a incendiarsi o addirittura a esplodere.
Il cuore dell’innovazione sta in un nuovo elettrolita non infiammabile e polimerizzabile, indicato con la sigla PNE. Non si tratta di un semplice ritardante: questo materiale interviene bloccando direttamente la propagazione del calore all’interno della cella. Quando la temperatura interna supera i 150° C, l’elettrolita passa dallo stato liquido a quello solido, formando una barriera fisica che isola la cella e impedisce al surriscaldamento di trasformarsi in una reazione a catena. Ed è proprio qui il punto chiave, perché il problema delle batterie non è mai solo la scintilla iniziale, ma la velocità con cui il calore si diffonde e alimenta un effetto domino.
La validazione è stata condotta su una cella cilindrica agli ioni di sodio da 3,5 Ah. Durante la prova di penetrazione con chiodo, uno dei test più severi per simulare un danneggiamento interno, non si sono verificati né fumo, né incendio, né esplosione. Ma il dato davvero impressionante è un altro: la batteria agli ioni di sodio non ha mostrato thermal runaway neppure una volta portata a 300° C.
Prestazioni solide e nessun compromesso sulla sicurezza
La cosa notevole è che tutta questa sicurezza aggiuntiva non va a scapito delle prestazioni. La cella funziona in un intervallo termico che va da meno 40° C a 60° C, mantiene stabilità oltre i 4,3 V e raggiunge una densità energetica di 211 Wh/kg a livello di cella. Non parliamo di numeri da record assoluto nel panorama delle batterie per auto elettriche, soprattutto se il confronto è con le soluzioni al litio più spinte sul fronte della densità. Però sono valori abbastanza solidi da rendere la tecnologia credibile per un percorso di industrializzazione, in particolare nei segmenti dove costo, robustezza e tolleranza alle condizioni ambientali contano almeno quanto l’autonomia massima.
Il lavoro si inserisce in una fase in cui le batterie agli ioni di sodio stanno uscendo dalla pura sperimentazione accademica per avvicinarsi a una prima dimensione industriale concreta. La ricerca è collegata a HiNa, azienda nata come spin off dello stesso istituto e impegnata nello sviluppo commerciale di questa chimica. I primi impieghi applicativi sarebbero già in corso: i test su mezzi pesanti avrebbero mostrato consumi energetici inferiori di circa il 15% per chilometro e un’estensione dell’autonomia nell’ordine del 20% in condizioni d’uso normali.
Il nodo del costo e la sfida con il litio
L’aspetto economico resta ovviamente centrale in tutta questa storia. Le batterie agli ioni di sodio attirano l’attenzione del settore perché basate su materiali più economici, abbondanti e meno esposti alle tensioni di approvvigionamento che interessano il litio e alcune materie prime più critiche. HiNa colloca la parità di costo con i sistemi agli ioni di litio intorno al 2027, prevedendo una sovrapposizione delle fasce di prezzo a partire dal 2028, man mano che la produzione aumenterà di scala.