I ricercatori della Stanford University stanno sviluppando la capacità di misurare la potenza e la capacità di accumulo delle batterie con l'invecchiamento, ha annunciato l'università.

“Gli scienziati della Stanford University offrono un modo per prevedere lo stato reale di una batteria ricaricabile in tempo reale. Il nuovo algoritmo combina i dati dei sensori con la modellazione al computer dei processi fisici che degradano le celle delle batterie agli ioni di litio per prevedere la capacità di accumulo residua e il livello di carica della batteria”, si legge nella nota.

Simona Onori, professoressa associata di ingegneria delle risorse energetiche presso la Stanford's School of Earth, Energy & Environmental Sciences, ha dichiarato: “Abbiamo sfruttato parametri elettrochimici che non erano mai stati utilizzati prima a fini di stima.” La ricerca è stata pubblicata l'11 settembre sulla rivista IEEE Transactions on Control Systems Technology.

Attualmente i costruttori di automobili aggiungono capacità di riserva per far fronte a quantità sconosciute di degrado, il che aumenta i costi e l'uso di materiali scarsi e talvolta tossici. La ricerca aiuterà a stimare meglio la capacità effettiva, consentendo batterie più piccole e una maggiore autonomia di guida nei veicoli elettrici.

“Con il nostro modello, è comunque importante fare attenzione a come utilizziamo il sistema della batteria,” ha spiegato Onori. “Ma se si ha maggiore certezza su quanta energia la batteria può contenere durante tutto il suo ciclo di vita, allora è possibile utilizzare una quota maggiore di quella capacità. Il nostro sistema rivela dove si trovano i limiti, in modo che le batterie possano essere utilizzate con maggiore precisione.”

Secondo lo studio, l'accuratezza delle previsioni è entro il 2 percento rispetto alla durata reale della batteria osservata negli esperimenti. Questo consente di utilizzare le vecchie batterie delle auto elettriche per immagazzinare energia per la rete elettrica. “Allo stato attuale, le batterie ritirate dalle auto elettriche variano notevolmente in termini di qualità e prestazioni,” ha detto Onori. “Non esiste ancora un metodo affidabile ed efficiente per standardizzarle, testarle o certificarle in modo da renderle competitive rispetto alle nuove batterie costruite appositamente per lo stoccaggio stazionario.”

Le celle delle batterie delle auto elettriche rappresentano circa il 30 percento del costo totale del veicolo. La ricerca fornisce un metodo più accurato per misurare il degrado delle batterie al litio.

“Il team ha concentrato i propri esperimenti su un tipo di batteria agli ioni di litio comunemente utilizzata nei veicoli elettrici (nichel manganese cobalto ossido di litio) per stimare variabili interne chiave come la concentrazione di litio e la capacità delle celle. Ma il quadro teorico è sufficientemente generale da poter essere applicato ad altri tipi di batterie agli ioni di litio e da tenere conto di altri meccanismi di degrado della batteria,” riporta lo studio.

“Abbiamo dimostrato che il nostro algoritmo non è solo un bell'esercizio teorico eseguibile su un computer,” ha detto Onori. “Al contrario, è un algoritmo pratico e implementabile che, se adottato e utilizzato nelle auto già da domani, potrebbe portare a batterie più durature, veicoli più affidabili e pacchi batteria più piccoli.”