Oggigiorno, salvo rare eccezioni, per costruire le batterie per auto elettriche (che solitamente hanno un ciclo di vita di circa 8 anni) sono indispensabili due materie prime: il litio e il cobalto.
Per quanto riguarda il primo, i maggiori giacimenti si trovano nei laghi salati del Sud America: Cile, Perù, Bolivia e Argentina, dove viene estratto e in larga parte trattato.
Il cobalto invece, è il metallo più costoso tra quelli adoperati e si utilizza nel catodo, l’elettrodo positivo delle batterie (è possibile trovarne fino a 15 chili in una sola auto). Il cobalto è utilizzato nelle comuni batterie al litio, insieme con nickel e manganese oppure con nickel e alluminio. Si tratta degli accumulatori NMC (nickel manganese cobalt) o NCA (nickel cobalt aluminium), che forniscono energia alla maggior parte degli apparecchi elettronici e alle vetture elettriche.
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Materie prime: dove si trova il cobalto
Il cobalto si trova soprattutto in Africa, nella Repubblica Democratica del Congo. L’estrazione ha innescato polemiche per le norme di sicurezza e l’impiego di bambini, spingendo le aziende ad adottare una politica più responsabile. Le stime affermano che circa il 15% delle forniture congolesi del cobalto viene estratto a mano da bambini e giovani.
I rischi di un approvvigionamento così concentrato sono molteplici e c’è difficoltà a tracciare la provenienza del materiale. Nonostante i costi di produzione delle batterie stiano calando, i prezzi del cobalto sono infatti saliti alle stelle, soprattutto negli ultimi 3 anni.
Sono diverse le aziende che stanno cercando soluzioni alternative al cobalto, come vedremo dopo la classifica sui maggiori produttori di batterie.
I principali produttori di batterie per auto elettriche
Nuovi competitor stanno entrando in scena: si tratta soprattutto di industrie che ora hanno una posizione di primissimo piano e che sono cresciute notevolmente rispetto a qualche anno fa. Nonostante questo, l’Asia continua a dominare. Vediamo la classifica delle top 5, in riferimento all’utilizzo del cobalto:
- Leader nella produzione di batterie al mondo è la Cina, e più nello specifico il primo posto è della China’s Contemporary Amperex Technology (Catl), che vanta tra i propri clienti la Bmw, Toyota, Volvo, Honda e Volkswagen. Nel 2020 il colosso asiatico ha anche firmato un accordo biennale con Tesla, che prevede la fornitura di accumulatori per la fabbrica di Shangai in previsione del raddoppio delle vendite in Cina.
- Al secondo posto c’è la LG Chem (Corea del Sud), che produce batterie per Renault, Hyundai, Ford, Tesla e Lucid. Presto verrà inaugurato un nuovo sito produttivo in Ohio, costato miliardi di dollari, grazie a un accordo con la General Motors.
- Il principale partner di Tesla rimane la Panasonic (Giappone), con la quale ha rinnovato gli accordi per ampliare la fabbrica con una nuova linea di assemblaggio delle batterie. Tra le altre case automobilistiche con cui la Panasonic ha stretto accordi c’è anche Toyota, al fine di avere una buona produzione di batterie agli ioni di litio destinate alle ibride del marchio giapponese.
- Sempre la Toyota ha annunciato nel 2020 una joint venture con Byd (Cina) dedicata alla ricerca e allo sviluppo di batterie per auto elettriche. L’azienda cinese è uno dei principali fornitori al mondo di batterie, soprattutto per i veicoli di propria produzione.
- Al quinto posto troviamo Samsung SDI (Corea del Sud), già fornitrice di case automobilistiche come BMW e Volvo. Entro il 2024 dovrebbe inaugurare un nuovo sito produttivo nel Michigan, annunciando batterie con autonomia fino a 800 chilometri e che dovrebbero garantire le stesse prestazioni anche dopo 1000 cicli di ricarica.
Il caso del produttore di batterie asiatico
Sempre in Corea del Sud ha sede anche il quartier generale della SK Innovation, altro grande produttore di batterie, scelto persino dalla Ferrari per la SF90 Stradale dopo lunghi test effettuati con accumulatori di varie aziende. Il colosso asiatico, tuttavia, sta avendo parecchi problemi sul mercato americano. Negli USA, infatti, gli accumulatori della SK Innovation sono stati messi al bando dalla ITC (U.S. International Trade Commission), in seguito a una causa intentata dalla connazionale LG per violazione dei brevetti. Tuttavia è stato disposto il via libera temporaneo alla vendita di batterie SK Innovation a Ford e Volkswagen.
È possibile realizzare delle batterie al litio rinunciando al cobalto?
La risposta è sì. Per esempio, gli accumulatori al litio-ferro-fosfato, quelli al litio-ossido di manganese e quelli al litio-titanato sono cobalt-free. Queste batterie, però, normalmente hanno degli svantaggi in confronto a quelle con elevato contenuto di cobalto: hanno una minore densità energetica e soffrono le ricariche rapide, quindi sono più difficili da impiegare sui veicoli elettrici.
La sfida industriale è realizzare degli accumulatori a basso costo e con prestazioni analoghe a quelle delle attuali batterie. Come dicevamo, sono diverse le aziende che si stanno mettendo al lavoro: la stessa Catl sta optando per una tecnologia che prevede un uso molto inferiore di cobalto. Inoltre, la Catl potrebbe utilizzare la tecnologia “cell-to-pack”, un design dell’accumulatore che prevede il montaggio delle celle (o pile) direttamente all’interno del pacco batteria senza passare dal modulo. Tutto ciò permette di risparmiare non solo tempo, ma anche peso e denaro a parità di capacità della batteria.
Anche LG Chem e Samsung stanno sperimentando un mix di nickel, manganese e cobalto in proporzioni che diminuirebbero la quantità di quest’ultimo.
