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Prezzi delle batterie negli ultimi 10 anni

9 Mar Storico prezzi batterie al litio 2010-2020

Il crollo dei prezzi delle batterie negli ultimi 10 anni.

Storico prezzi batterie al litio 2010-2020

Note: Una comune batteria al piombo per automobile costa 150 euro/kWh.

 

Nuove batterie in arrivo dalla cinese ProLogium: al litio, a stato solido, super sicure, economiche, leggere,….

30 Ago

Di “nuove batterie” si parla in continuazione; vediamo se anche queste della PLG  arriveranno realmente sul mercato, come effettivamente successo con le “miracolose” NCM, che grazie alla loro alta capacità hanno rapidamente soppiantato le ormai obsolete LiFePO4.

Batterie al litio a stato solido

La cinese ProLogium Technology  (PLG) ha annunciato la messa in produzione delle sue nuove batterie al litio (LIB _ Lithium Battery) a stato solido (SSB – Solid State battery), dichiarandole più leggere, più sicure e meno costose, con questi dati a livello di intera batteria:

  • Densità volumetrica: 553  Wh/L (contro i 272 della concorrenza; 50% del volume) –> batterie più piccole —> indirettamente più sicure (*)
  • Densità gravimetrica: 255 Wh/kg (contro 154; 80% del peso) (***)
  • Velocità di ricarica fino a 5C (un pieno in 12 minuti)
  • 1300 cicli caricando/scaricando a 1C; 600 cicli caricando/scaricando a 0.5C/2C; almeno 140 cicli caricando a 4C (test ancora in corso)
  • 5% di autoscarica dopo 60 giorni (contro il 25% di altre batterie)
  • Costo: 70% della concorrenza
  • Sistema di raffreddamento  livello di cella invece che di batteria.
  • Tecnologia PLG BiPolar+ 3d, vincitrice dell’innovation award 2019
  • Elettrolita solido –> non infiammabile
  • Alta sicurezza: una cella può essere forata o tagliata senza che si incendi o esploda
  • Alta temperatura di innesco della fuga termica: 230-280° invece che 130°; fuga termica non esplosiva
  • Ricaricabili tra i -20°C e i +85°C (contro 0°+45°C delle batterie classiche)
  • Scaricabili tra -40°C e +85°C (contro -20°C/+60°C)

 

Dettagli tecnici

La Prologium ha brevettato negli anni diverse varianti di batterie a stato solido (LCB – Lithium Ceramic Battery):

  • FLCB (FPC – Flexible Printed Circuit, celle flessibili, 2012)
  • PLCB (Pouch type, a sacchetto, 2014): ricarica al 90% in 12 minuti (velocità 5C) (**)
  • BLCB (BiPolar type, 2018)
  • MAB (MultiAxis BiPolar, 2019): batterie multicella,  impiegano 1/1000 del numero di celle rispetto a una classica batteria

Brevetti di PLG

  • Ceramion: Aumenta sicurezza, aumenta conduttività
  • Microcell: Risolve il problema del brittle, rende possibile RTR e MP
  • Logithium: Permette alta dissipazione del calore
  • BiPolar+: Serie/Paralleli interni a una cella, resistenza minore, maggiore efficienza di assemblaggio, elettronica più semplice
  • S-Inlay: Maggior efficienza di raffreddamento grazie ai canali di raffreddamento interni
  • Logi-pack: Elettronica più semplice, bilanciamento attivo più semplice

 

Altre tipologie di batterie allo stato solido, anche di altri produttori, sono:

  • Solid Polymer (polimeri solidi)
  • Thin film (film sottile)
  • Sulfide (solfuri)
  • Oxide (ossidi)  <— Prologium

Considerazioni

Queste ProLogium MAB permetterebbero ricariche fino a 4C… anche se non è che faccia benissimo alle batterie: a 4C possono essere ricaricate “almeno” 140 volte (i test sono ancora in corso). Sono un po’ pochi: una batteria da 100 kWh permette 600 km di autonomia, che per 140 fa 84.000 km, quindi o si fa una batteria da 200 kWh / 160.000 km (caricabile in 1/4 d’ora solo usando colonnine da 0.8 MW), oppure…speriamo che i cicli siano di più. Per avere 150.000km con una batteria da 50 kWh servono 500 cicli.
 
Certo però è anche vero che le ricariche a 4C si potrebbero non fare tutti i giorni, ma solo prima di viaggi lunghi.

Sicurezza

Una cosa molto importante è questo grafico, finalmente svelato (finora trovavo solo indizi in alcune rare pubblicazioni in PDF di report di laboratorio). Il grafico dice che tutte le nuove superbatterie da 400-500 km che stanno iniziando a installare sulle auto…. (basate su tencologia NCM) si stanno pericolosamente avvicinando al livello di insicurezza delle vecchie batterie LiPo! Mentre queste nuove PLG SSB MAB rialzano finalmente il livello di sicurezza a quello delle LiFePO4, andando addirittura oltre (le batterie a stato solido possono essere anche prese a martellate o trapanate, ma non si incendiano e non esplodono):
sicurezza batterie Prologium PLG MAB

sicurezza batterie Prologium PLG MAB

Note

(*) La Prologium evidenza come batterie più piccole possano occupare nell’auto una posizione più centrale e più distanziata dalle pareti dell’auto, divenendo così meno sensibili a urti in caso di incidente.

(**) Necessitano 5 kW di potenza per 1 kWh, per ricaricare in 12 minuti; per una batteria da 50kWh significa 250 kW di potenza. Le colonnine Ionity sono/saranno da 350 kW.

(***) Con questi dati, un vecchio scooter Zem Star 45  o Ecoitalmotor Geco50 da 1.5 kW del 2011 potrebbe imbarcare, nelle sue 2 batterie estraibili, 4.4 kWh, occupando lo stesso spazio ma pesando 17kg invece che 20; l’autonomia diventerebbe di 125 km invece che 80. Lo Zem Star 45 montava 2 batterie LiCoO2 da 60V/24Ah, il Geco50 2 batterie LiFePO4 da 60V/18Ah

 

Fonte: http://www.prologium.com/upload/Download/20190704-14271669.pdf

La SolidPower avvia la costruzione di una fabbrica di batterie al litio a stato solido

5 Feb

Le batterie al litio a stato solido vengono definite “il santo graal delle batterie” perchè la loro esistenza permetterebbe di raddoppiare  la capacità delle batterie di smartphone e auto elettriche: come dire che la carica di un cellulare potrebbe durare 2 giorni invece che uno scarso, o che un’auto elettrica potrebbe percorrere 800-1000 chilometri con una ricarica invece che “solo” 400-500.

Si basano sul fatto  che l’elettrolita che separa i due elettrodi non sarebbe più liquido ma solido, quindi meno infiammabile e più sicuro.

La ditta SolidPower a settembre 2018 ha ricevuto un finanziamento di 20 milioni di dollari, con i quali ha iniziato nel 2019 la costruzione di una sua “gigafactory”  in Colorado, negli USA.

Le prestazioni dichiarate dalla SolidPower per le sue batterie sono a dir poco strabilianti:

  • Fino a 500 Wh/kg (invece di 250)
  • Fino a 800 Wh/L (invece di 400)
  • Alta stabilità/sicurezza (rispetto alla discreta sicurezza delle NCM e alla alta sicurezza delle vecchie LiFePO4)
  • Oltre 500 cicli (come quelle attuali)
  • Oltre 10 anni di durata

A credere nelle dichiarazioni di SolidPower sono diverse aziende: Hyundai, Samsumg, Solvay,  A123 Systems,  Sanoh Industrial  e BMW.


Ricerche varie su batterie di nuova generazione:

 

 

 

Tutto sulle batterie della Renault Zoe

17 Feb

Un video della Renault mostra in che modo si è riusciti a portare la batteria da 22 a 41 kWh: https://twitter.com/RenaultZE/status/828664822480924674/video/1

Dall’animazione si deduce che l’utilizzo di una nuova chimica (probabilmente Li-NMC invece che LiFePO4, ma è da verificare) ha influito solo per il 20% sull’incremento, mentre il restante 60% è dovuto ad aumento di dimensioni delle celle, o, come si dice, diminuzione della percentuale di materiale non attivo delle batterie.
Lo conferma anche questa presentazione:
http://cii-resource.com/cet/AABE-03-17/Presentations/BMGT/Delobel_Bruno.pdf

La presentazione dice che ci sono stati questi incrementi:

  • Densità volumetrica: 300 Wh/L –> 500 Wh/L
  • Densità gravimetrica: 160 Wh/kg –> 240 Wh/kg
  • Peso: 290 kg –> 305 kg (+15kg)
  • Capacità reale: 25.92 kWh / 36 Ah –> 45.61 kWh / 63.35Ah (+76%)
  • Capacità disponibile: 23.3 kWh (90%) –> 41 kWh (90%)

Però a me i conti non tornano: 25920 Wh in 290 kg significa 90 Wh/kg, non 160. E 90 sarebbe per l’appunto il valore per le “vecchie” LiFePO4.
Per la nuova batteria sarebbe 45610/315 = 144 Wh/kg.
Però potrebbe trattarsi di valori a livello cella e a livello batteria, vista la quantità di materiale inattivo presente nella batteria.

In compenso, i valori di 300 Wh/L e 160 Wh/kg sarebbero compatibili con quelli della batteria della prima Leaf da 24 kWh: 317 Wh/l e 157 Wh/kg:


https://pushevs.com/wp-content/uploads/2017/09/specs-of-the-aesc-battery-cells-used-in-the-first-generation-nissan-leaf-24-kwh-battery.png.webp (chimica LMO + LNO)

Però la Leaf usa batterie AESC mentre la Zoe usa batterie LG.

 

So che intanto le Li-NMC si stanno evolvendo, passando dalle iniziali “tipo 333” alle “tipo 433” alle “tipo 622” fino alle future “tipo 811” previste per il 2018, che avrebbero una densità teorica di 1000 Wh/L (il doppio di quella della batteria attuale della Zoe)

I numeri indicano le percentuali di Nichel, Manganese e Cobalto nella “miscela”, tre elementi che incidono ognuno in modo diverso su sicurezza, potenza e densità di energia.

Queste due pagine approfondiscono tecnicamente la questione NMC:
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acscentsci.7b00288
https://pushevs.com/2017/09/08/lg-chem-will-introduce-ncm-811-battery-cells-evs-next-year/

 

 

Batterie al litio spiegate

24 Mar

Le celle al litio sono identificate da un codice alfanumerico di questo tipo:

ABC-18-65-0-YZ

Il significato di ogni lettera/numero è il seguente:

  • AB = chimica
  • A = tipo di chimica
    • I = ioni di litio
  • B = Materiale del catodo
    • F = Ferro
    • N = Nickel
    • C = Cobalto
    • M = Manganese
  • C = Forma
    • R = Round (cilindrica)
    • A = Prismatica
  • 18 = diametro in mm
  • 65 = lunghezza in mm
  • 0 = ?
  • Y:
    • P = scarica continua a 10A
    • B = scarica continua a 6.8 A
  • Z = ??
    • F=35 mOhm
    • D=22 mOhm

Delle ultime 2 lettere non sono sicuro.

Esempio:

IMR18650 = Litio-Manganese, fattore di forma 18/65

  • ICR/LCO = LiCoO2; cutoff around 3.2V
  • IMR/LMO = LiMn2O4 – higher discharge rates than ICR, but much smaller cycle life and overall battery capacity nearly half of the ICR. Can sustain higher internal temperatures than ICR. Cutoff around 3.2V
  • IFR/LFP = LiFePO4
  • NCR (Panasonic) o INR  (LG) = LiNiCoAlO2 o LiNiCoMnO2  (chiamate anche NMC o ibride) – Contengono AlO2 che impediscono il surriscaldamento e la fuga termica tipiche delle ICR; sarebbero quindi “LiPo sicure”.
    Have the same hybrid makeup with nickel which IMR batteries have. This provides for higher drain capabilities while also having higher overall battery capacity.  NCR batteries also have a feature called HRL or Heat Resistant Layer.  Cutoff around 2.5V
  • NNP = NICKEL OXIDE BASED NEW PLATFORM  (v. NCR)
  • PSS = PANASONIC SOLID SOLUTION –  high capacity such as the standard Panasonic Lithium-Ion (Cobalt based) cells  (ICR) and also owns a high safety standard like the LiMn2 O4 (Manganese based)  (NCR) Lithium-Ion batteries, excellent cycle life
  • HRL = HEAT RESISTANCE LAYER –  insulating metal oxide on the surface of the electrodes which prevents the battery from overheating if an internal short-circuit occurs.

 

Le migliori sul mercato sembrerebbero per ora le NCR18650BF; le NCR18650B (senza F) sono quelle montate sulla Tesla S; le NCR18650BF (con la F) hanno in più ossido di silicio (SiO2) nell’anodo, e catodo ad alta densità; la densità gravimetrica (Wh/kg) però è identica, 248 Wh/kg. Sono però leggermente migliori a basse temperature (0°C o meno).

Il Berkeley National Laboratory ha scoperto nel 2014 che l’aggiunta di SiO2 (sostanzialmente… sabbia) “migliora le performance del 20%”. Per esempio, dopo 500 cicli hanno ancora una capacità pari al 90% dell’originale (questo datasheet però mostra 300 cicli, ma è a 0.5C e DoD 100%).

Sembra però che le Panasonic NCR18650BF siano “in gara” con le LG INR18650 MJ1, con le Panasonic/Sanyo NCR18650GA  e con le  Samsung INR18650-35E, da cui potrebbero presto essere soppiantate.

Qui un confronto sul rendimento istantaneo (nessun dato, per ora, sui cicli)

 

Fonti:

 

Guida agli scooter elettrici di EICMA – 7-10 Novembre 2013

6 Nov

Si apre oggi a milano l’Esposizione Internaizonale Cicli Motocicli e Accessori.

Anche quest’anno sarà presente, nel padiglione 6, il “Green Planet”, area interamente dedicata ai mezzi elettrici, che però sono talmente tanti da non aver potuto trovare posto solo in quell’area ristretta, distribuendosi invece su 4 padiglioni: 2, 4, 6 e 10.

Qui sotto un tentativo di individuare almeno alcuni degli stand riguardanti moto e scooter elettrici, sulla base dei confusi e frammentari dati disponibili sul sito EICMA; dei padiglioni 6 e 10 vengono fornite anche le cartine, seguite però anche da un elenco, derivante dalla ricerca per categoria “ciclomotori elettrici” sul sito EICMA, che elenca espositori presenti anche in altri stand.

Purtroppo alcuni dei risultati relativi a espositori di scooter elettrici si riferiscono invece a venditori di scooter a benzina o biciclette elettriche, mentre alcuni veri venditori di scooter elettrici non compaiono in quella categoria ma sotto la generica categoria “ciclomotori e motocicli”; alcuni sono stati inseriti manualmente in questa lista, ma potrebbero essercene altri. Così come di alcuni espositori, come la Vectrix, non è stato possibile determinare stand e padiglione.

imm1

 

imm2
A2B ITALIA – Pad. 6 stand A39
Bici elettriche

AIXAM MEGA ITALIA SRL – MINICARMILANO.COM – Pad. 18 stand G99
Minicar elettrica Aixam Mega E-City (piombo, 8/13 kW)

ARKUS & ROMET GROUP SP. Z.O.O. – Pad. 10 stand C89
Minicar elettrica – http://evworld.com/press/romet_4e_frontvue.jpg (2010?)

BMW MOTORRAD – Pad. 14 stand H20
Scooterone elettrico

DOGA – CLUSTERMOTO – Pad. 2 stand S12
Moto elettriche e scooter elettrici

ECOMISSION – Pad. 6 stand B30
Nuovo Ecojumbo al litio

ELECTROCYCLESPad 6 Stand C26
http://www.electrocycles.it/ (Bolzano)
Scooter elettrici EMCO

ENERGICA – Pad. 10 stand H77
http://www.energicasuperbike.com/press/
Moto elettrica italiana

E-TROPOLIS ITALIA SRL – Pad. 6 stand C36
Nuovo Etropolis Reloaded a due posti

FIBRES S.R.O. – KUBERG– Pad. 6 stand E46
Moto da cross elettrica TREX 5kW (7 di picco), 55 km/h, Litio-Polimeri 48V/25Ah, 1000 cicli, autonomia 50-150 minuti (50 km?)

GOVECS GMBH – Pad. 10 stand C63

GUANGDONG TAYO MOTORCYCLE TECHNOLOGY CO., – EASTERN INTERNATIONAL EXPOSITIONS COMPANY – Pad. 4 stand S71 S67 U78 U74 U70

INDUSTRIE AERONAUTICHE REGGIANE SRL – Pad. 10 stand H94
Moto elettrica

LUMA ITALIA S.R.L. – Pad. 6 stand G13
Maxiscooter elettrico a marchio LEMev

MPAK MOTOR COMPANY INC. – Pad. 2 stand G06
Mezzi elettrici a 3 ruote

NINGBO GUEWER MACHINERY & ELECTRIC CO., LTD. – Pad. 6 stand C16
Scooter elettrici:
ZWD2000: 2000W, piombo 48V/35Ah, 45 km/h
ZWD505: 2000W, piombo 48V/35Ah, 45 km/h
ZWD406: 2000W, piombo 48V/35Ah, 45 km/h

PEUGEOT MOTOCYCLES ITALIA S.P.A. – Pad. 10 stand H75 H70, Pad. 6 stand B24

PIAGGIO & C S.P.A. – Pad. 10 stand H75 H70 Pad. 6 stand B24
Concept Scooter coperto “PAM” (Personal Advanced Mobility)

Q-SCOOTER – Pad. 6 stand C22
Concept di scooter elettrico: 5500 W, batteria 4 kWh, 160 km autonomia

SEVCON INC. – Pad. 2 stand F17
Centraline di controllo per scooter elettrici

TUNG KENG ENTERPRISE CO., LTD. – TAIWAN TRANSPORTATION VEHICLE MANUFACTURERS ASSOCIATION – Pad. 2 stand U04 U12 U08

VECTRIX – pad ??, stand ??
Nuovo VT-1 – Pedana piatta e 3 batterie estraibili

WAYEL S.R.L. – Pad. 6 stand B29

YAMAHA MOTOR ITALIA S.P.A. – Pad. 2 stand M30

YAMASAKI MOTORCYCLE CO., LTD. LTD – Pad. 6 stand M18A
Scooter elettrico

YONGKANG LOHAS VEHICLE CO.,LTD – HI-LIGHTING INT’L EXHIBITION BEIJING CO. LTD – Pad. 2 stand Q11 Pad. 4 stand B78 B65

ZERO MOTORCYCLES –  Pad. 10 stand C65
Nuovo scooter elettrico

Come scegliere la batteria al litio per sostituire le vecchie batterie al piombo?

2 Giu

vedi anche: dove comprare in Europa batterie/celle LiFePO4

Esistono in circolazione ancora molti vecchi scooter elettrici dotati di batterie al piombo, e probabilmente ancora di più ne esistono non circolanti, ma sepolti in qualche garage in attesa di un cambio di batterie; sì, perchè uno scooter elettrico può stare fermo in cantina anche per 30 anni, e al momento di rimetterlo in strada basterà mettergli batterie nuove e, forse, pneumatici nuovi, e sarà… come nuovo: non essendoci altre parti in movimento che il motoruota (niente cambio, cinghia, pistoni, ventole,….), nè lubrificanti, nè carburanti, nè tubi di gomma che fanno circolare i vecchi liquidi, non c’è niente che può degradarsi nel tempo.

Il problema sono proprio le batterie: in passato costavano così tanto che molti, dopo aver speso 2-3000 euro (anzi, 4-6 milioni di lire) per uno scooter, che peraltro era poi risultato avere metà dell’autonomia promessa (è così che funziona col piombo…) e prestazioni molto scarse, difficilmente decidevano di spendere altri 1000 euro di batterie per un rinnovo!

Ora i tempi sono cambiati.

Sul mercato sono comparse le batterie al litio, già da diversi anni: quanto basta per essere già arrivati a una seconda generazione di batterie al litio, le LiFePO4 (lifepoquattro), o litio-ferro-fosfato, talvolta abbreviate in litio-ferro o LFP.

Le prime batterie al litio usavano la stessa tecnologia di quelle dei cellulari, ed erano note, semplicmente, essendo le prime al litio, come batterie a ioni di litio, o li-ion. Oggi le varianti di batterie al litio sono almeno 5 (LiCoO2, LiPo, LiFePO4, LiFeYPO4, MNC,…), con notevoli differenze le une dalle altre.

Visto che lo scopo di questo blog è la divulgazione in modo semplice della “cultura elettrica” non mi dilungherò in dettagli tecnici, ma mi limiterò a una breve rassegna facile da ricordare:

  1. MNC (manganese-litio-cobalto): ancora troppo nuove e sperimentali;
  2. LiPo (litio-polimeri): pericolose, infiammabili, da evitare; (utilizzabili solo nel modellismo)
  3. Li-ion (contenenti LiCoO2 – lithium cobalt oxide): scarse, al massimo 500 cicli di ricarica in condizioni ottimali, ma più realisticamente 100 cicli, meno del piombo;
  4. LiFePO4: Le migliori attualmente sul mercato, le più sicure, e con durata di  oltre 2000 cicli;
  5. LiFeYPO4: perfezionamento delle LiFePO4;
  6. Ai nanofosfati: sono un tipo particolare di LiFePO4, più costose ma migliori.

La scelta non può quindi che cadere sulle LiFePO4.

Ma come sceglierle? Quanto costano? Dove le trovo? Chi me le monta?

Eh, quante domande…

Per adesso iniziamo con “come sceglierle” e “quanto costano”, per il “dove le trovo” mi sto documentando su dove trovare quelle più adatte a una sostituzione diretta di quelle vecchie al piombo senza bisogno dell’intervento di un tecnico.

Iniziamo a parlare di prezzi:

  • le batterie al piombo per autotrazione costano intorno ai 15-20 cent a Wh, quelle al litio 50, ma quest’ultime richiedono un’elettronica di controllo che porta il prezzo finale a 60 cent a Wh.

La domanda che sorge subito spontanea è: vale la pena di spendere il triplo per le batterie al litio? Che vantaggi portano?

Molteplici:

prestazioni migliori in accelerazione e in salita: un grave cruccio dei possessori di mezzi elettrici al piombo è il poco scatto in partenza (una minicar elettrica può impiegare 15-20  secondi solo per arrivare da 0 a 50 km/h! uno scooter intorno ai 15), e la bassa velocità in salita. Questo perchè le batterie al piombo sono, com’è facile immaginare, estremamente pesanti; per l’esattezza, dalle 3 alle 5 volte più pesanti di quelle al litio. Tecnicamente si dice che il piombo ha densità di energia di 30 Wh/kg, il litio 100-150 Wh/kg. Purtroppo solo le LiPo da modellismo arrivano a 150, per le LiFePO4  bisogna accontentarsi di 100 Wh/kg (che però sono comunque il triplo del piombo). Una minicar equipaggiata con batterie al litio può andare da 0 a 50 km/h in 6 secondi.

Non è solo una questione di “voler correre”, la differenza tra litio e piombo si nota pesantemente agli incroci: poter sgomberare un incrocio in 1 o 2 secondi piuttosto che in 5 può fare la differenza tra una situazione tranquilla e una pericolosa, e i mezzi al piombo, con le loro partenze lentissime, fanno davvero fatica a sgombrare un incrocio al momento della partenza.

autonomia reale: l’autonomia dei vecchi scooter al piombo era sempre falsa, risultando sempre inferiore nella realtà rispetto a quanto dichiarato. Questo per due motivi: il primo è che era riferita a condizioni di laboratorio e velocità di 40 km/h; il secondo è che quello che è scritto sulle batterie al piombo… non corrisponde più al vero se vengono utilizzate su un mezzo elettrico! Sulle batterie si indicano infatti gli  amperora (Ah) che essa contiene: più ce ne sono, maggiore è l’autonomia. Purtroppo, la regola vuole che gli Ah siano riferiti a utilizzo su sistemi a bassissimo consumo, che scaricherebbero la batteria in 20 ore. In quelle situazioni, gli Ah indicati sull’etichetta sono pari a quelli reali. Ma su un mezzo elettrico le cose sono molto diverse, l’utilizzo della batteria è così intenso da causarne lo scaricamento completo nel giro di 1, al massimo 2 ore. In queste condizioni, per motivi fisici che non stiamo qui a spiegare (si chiama “Effetto Peukert”), il contenuto (“capacità in Ah”) della batteria risulta pari al 60% di quello indicato in etichetta! Nel caso del litio, l’Effetto Peukert è minimo, e anche su un mezzo elettrico la disponibilità di Ah è quasi pari al 100% (intorno al 92-95%).

– durata: una batteria al litio di tipo LiFePO4, se usata nel modo corretto, dura come minimo 2000 cicli di carica, ed eventualmente anche di più. Il piombo può invece durarne al massimo 500, nel caso di batterie particolarmente pregiate e costose, e trattate particolarmente bene e con molta attenzione durante l’utilizzo.

L’unico inconveniente è il prezzo: come abbiamo visto, una batteria al litio costa il triplo di una al piombo.

Ma, in realtà, non è proprio vero: si tratta solotanto di una spesa iniziale maggiore, ma alla lunga si equivale a quella per le batterie al piombo, o può essere addirittura inferiore. Una batteria al piombo, infatti, se in teoria, trattata al minimo delle sue possibilità, potrebbe permettere di percorrere 20.000 km, in realtà risulta non permetterne più di7-8000 (c’è chi si lamenta di averle “bruciate” dopo solo 2000 km). Infatti, difficilmente si riesce a far durare una batteria 500 cicli, in genere si riesce ad arrivare a 300, e in media uno scooter al piombo può percorrere 30 km reali con una batteria al piombo, quindi non più di 9000 nella vita della batteria.

Invece, come detto, una batteria al litio può arrivare a durare 2000 cicli, e uno scooter al litio ha autonomia garantita e reale, in genere, di almeno 50 km (ma alcuni più costosi arrivano anche a 100), quindi parliamo di 100.000 km di autonomia nel migliore dei casi; anche fossero in realtà solo 50.000, sarebbero comunque oltre 5 volte di più rispetto al piombo.

Diciamo quindi che per percorrere, ad esempio, 50.000 km, si possono usare 5 pacchi-batteria al piombo da 10.000 km / 300 euro ciascuno (totale: 1500 euro), oppure un singolo pacco-batteria al litio da 50.000 da 1000 euro.

Vediamo come si arriva a questi numeri:

Nel caso tipico di scooter elettrico con motore a 48V, si possono usare dei numeri di riferimento facili da ricordare:

  • litio: “1 km di autonomia per ogni Ah”: questo numerino semplicissimo racchiude infatti i consumi tipici di 40Wh/km di un “cinquantino elettrico” e una scarica delle batterie all”80%.
  • piombo:  1/3 di km (=0.3) per ogni Ah, per considerare la resa a 1C (60%) e a DoD 50%, che garantisce 4-500 cicli. (0.6×0.5=0.3). Quindi bisogna moltiplicare i km per 3 per ottenere gli Ah necessari.

Quindi, nota l’autonomia necessaria, si possono calcolare facilmente gli Ah necessari.

Supponiamo di necessitare di 30 km di autonomia reale; avremo:

  • litio: 30 x 1 = 30Ah
  • piombo: 30×3 = 90 Ah

Una volta che si hanno gli Ah necessari, ad esempio 30, basta moltiplicarli per 50V (per semplicita’) per avere i Wh:

  • litio: 30 x 50 = 1500Wh
  • piombo: 90 x 50=4500 Wh

Per calcolare il prezzo: per il litio bisogna “dividere per 2 eaumentare un po’ “, per considerare il prezzo di 60 centesimi a Wh; per il piombo bisogna solo dividere per 5:

  • litio: 1500/2 = 750 , “aumento un po’” = 850 euro
  • piombo: 1500/5 = 300 euro

Infine, mettiamo in conto il numero di volte che potrà essere utilizzata la batteria: 2000 il litio, 500 il piombo.

  • litio: 2000×30 = 60.000 km
  • piombo: 500×30 = 15.000 km

Con una semplice divisione otteniamo il costo effettivo per km dei due tipi di batterie:

  • litio: 850 / 60.000 = 1,4 cent/km
  • piombo: 300/15000 = 2 cent/km

Un valore  di 300 cicli, più realistico per il piombo, porterebbe a un prezzo di 3,3 cent/km.

E non tralasciamo il fatto che 30Ah di litio pesano 15 kg, e 90Ah di piombo pesano 150 kg, impossibili da caricare su uno scooter.

 

Un ultimo consiglio è di non scegliere mai batterie al litio più piccole di 30 Ah, perchè per motivi tecnici qui non spiegati, se sono troppo piccole si danneggiano prima, quindi durano meno di 2000 cicli (anche la metà).

Per lo stesso motivo sarebbe opportuno , nel caso di scooter con dopppia batteria estraibile come ne stanno uscendo tanti sul mercato, usare le due batterie contemporaneamente, cosa però in genere sconisgliata dal manuale, perchè richiederebbe l’intervento tecnico di aggiungere un diodo di blocco che non tutti i costruttori fanno. Due batterie da 30Ah corrispondono infatti a una batteria da 60Ah, che verrà sforzata la metà dal motore rispetto alla singola batteria.

 

 

Rivitalizzare vecchi scooter al piombo

28 Mar

In cantine e garage d’Italia giacciono silenziosi migliaia di antichi scooter elettrici al piombo.

Acquistati nei primi anni 2000, morirono 2 anni dopo con la morte delle loro batterie, che erano in grado di garantire solo la metà dell’autonomia promessa e costavano centinaia di euro.

Oxygen Lepton, Italvel Day, forse anche qualche Zip Piaggio, Emax di prima generazione, EC-909, e chi più ne ha più ne metta.

Chi ne possiede uno, può decidere di fare spazio in garage buttandolo… oppure di portarlo a nuova vita, grazie alle nuove batterie al litio (per l’esattezza Litio-Ferro-Fosfato, o LiFePO4, o LFP): a differenza delle prime batterie al litio degli anni scorsi, sono estremamente affidabili, potenti e longeve: permettono di ottenere le autonomie promesse (50 Ah di piombo corrispondono a 25 Ah effettivi; 50 Ah di litio corrispondono proprio a 50 Ah!), e in più migliorano le prestazioni in accelerazione (una batteria da 40 Ah pesa 20 kg anzichè 90) e la durata del mezzo (una batteria al piombo può essere ricaricate 300 volte, una al litio 1000). Inoltre, possono essere prelevate dal mezzo e ricaricate in casa, se non si dispone di un posto dove ricaricare lo scooter.

E’ vero che le batterie al litio costano di più, ma durando di più e avendo tutti gli altri vantaggi, valgono la spesa.

Il problema è trovarle: apparentemente in Italia nessuno le vende, bisognerebbe comprarle dalla Cina, dagli USA, dal Canada, al prezzo di 100-200 euro di sola spedizione, più le spese di dogana, più i mesi di attesa…

…oppure si possono comprare dai venditori di scooter elettrici disposti a venderle sfuse!

Ecco i dati che ho raccolto nella fiera Elettrocity 2013 da vari rivenditori:

 

48V

Zanini Penelope – LiFePO4, 48V/30Ah, 22 x 17 x 47.2, 17 kg, 700-800 euro (Ah stimati, non scritti sulla batteria)
Roman/Airone – Li-ion, 38V/28Ah, 27 x 35.5 x 7.5, ??kg, 800 euro
Etropolis – LiFePO4, 48V/30Ah, 34,5  x 27 x 15 cm, 13 kg, 800 euro
Aspes 50 – LiFePO4, 48V/24Ah, 26 x 30,5 x 20, 10 kg, 320 euro (?? strano prezzo, da verificare)

 

60V

Bertini
LiFePO4 – 60V/28Ah, 16 x 24 x 32,5 cm, 13.5kg, 750 euro
LiFePO4 – 60V/33Ah, 21 x 33 x 18 cm, 17 kg, 850 euro

Etropolis:
Litio-Polimeri – 60V/36Ah, 25 x 18 x 42 cm, 19 kg, 1000 euro  (sconsigliate, le LiPo non sono molto sicure)

 

72 V
Zeus – Li-ion, 72V/25Ah, 31 x 40 x 7cm, 11kg, 800 euro