Batteria al Silicio-Carbonio: Cos’è e Risolverà i Problemi di Autonomia degli Smartphone?
L’etichetta “batterie al silicio-carbonio” è, in realtà, un po’ fuorviante. Sebbene il catodo di queste celle utilizzi ancora un materiale a base di litio, l’anodo non è interamente composto da silicio-carbonio, una configurazione che le attuali possibilità fisiche non consentono. Al contrario, si impiega una piccola percentuale di silicio-carbonio, che viene mescolata con la grafite tradizionalmente presente in queste batterie.
Questo approccio è già adottato da Samsung e da altri produttori di telefoni. Anche nelle pagine prodotto dei suoi Z Fold 8 e Fold 8 Ultra, Samsung continua a classificare il tipo di batteria come “agli ioni di litio”. L’azienda ha comunque precisato di aver introdotto il materiale silicio-carbonio per migliorare la densità energetica, riconoscendone i chiari vantaggi in tal senso. Secondo la definizione comunemente accettata dall’industria, questa configurazione rientra pienamente nella categoria delle batterie al silicio-carbonio.
“L’aggiunta di silicio non è una novità”, ha spiegato il Dott. Juho Heiska, responsabile della R&S presso la Seinäjoki University of Applied Sciences in Finlandia. “Tesla ha già utilizzato una miscela dal 3 al 5 percento in alcuni dei suoi modelli NCA [batteria al nichel cobalto alluminio]”, ha aggiunto, riferendosi a un’adozione da parte di Tesla che risale almeno al 2016. La vera evoluzione risiede nel miglioramento dei processi produttivi, ingegneristici e chimici che hanno permesso di integrare percentuali maggiori di silicio-carbonio.
Il Dott. Heiska ha sottolineato che molti produttori stanno sviluppando materiali “drop-in” che possono essere aggiunti ai processi di produzione esistenti. “Si prende il 75 percento di grafite, il 25 percento di polvere di silicio, si mescolano e si produce la ‘slurry’ nello stesso modo”, ha illustrato. Nonostante questa facilità di integrazione, Heiska ha evidenziato che la produzione di queste celle è molto più costosa, il che ne giustifica il debutto negli smartphone. Dopotutto, “il prezzo unitario della batteria non è [eccessivamente] alto” in questo segmento, specialmente se confrontato con i costi richiesti per costruire una cella destinata a un veicolo elettrico.
Samsung è senza dubbio il maggiore produttore di smartphone ad aver adottato le celle al silicio-carbonio. Il gigante coreano sta procedendo con cautela, affermando di non mirare alle celle super-capienti presenti in alcuni dispositivi cinesi. La nuova linea di telefoni Z Fold utilizza piccole quantità di silicio per ridurre le dimensioni delle batterie e, di conseguenza, dell’hardware. Tuttavia, Samsung sembra anche credere che queste batterie si degraderanno molto più rapidamente rispetto ai loro predecessori al litio. Nelle documentazioni normative presentate all’UE, l’azienda ha dichiarato che le celle dureranno solo 1.200 cicli di ricarica, un calo sostanziale rispetto ai 2.000 promessi per la generazione precedente.