In generale, le batterie possono essere classificate principalmente in tre categorie: batterie chimiche, batterie fisiche e batterie biologiche. Tra queste, le batterie chimiche e quelle fisiche sono già state applicate nei veicoli elettrici prodotti in serie, mentre le batterie biologiche sono considerate una delle direzioni di sviluppo importanti per le batterie dei veicoli elettrici in futuro.
一．Batterie al litio
Le batterie al litio sono uno dei tipi di batterie più comunemente utilizzate nei veicoli elettrici. Sebbene siano in circolazione solo dal 1970, hanno rapidamente dominato il mercato delle batterie per veicoli elettrici grazie alla loro elevata densità di energia e al lungo ciclo di vita. Attualmente, le batterie al litio equipaggiate nei veicoli elettrici in vendita comprendono principalmente batterie al litio ferro fosfato e batterie al litio ternarie, e questi due tipi di batterie presentano differenze significative nelle loro caratteristiche.
(1)Batteria al litio ferro fosfato
Rispetto alle prime batterie al litio manganato, le batterie al litio ferro fosfato non presentano una differenza significativa nella densità di energia, che è di circa 100-110Wh/kg. Tuttavia, la sua stabilità termica è la migliore tra le attuali batterie al litio per veicoli. Quando la temperatura della batteria è a 500-600 gradi, i componenti chimici interni iniziano a decomporsi, mentre i componenti chimici interni della batteria al litio-cobalto, che è anch'essa un tipo di batteria al litio, sono già in uno stato instabile a {{ 2}} grado . In altre parole, la sicurezza delle batterie al litio ferro fosfato non ha rivali tra le batterie al litio. Per questo motivo è diventata oggi anche una delle principali tipologie di batterie per veicoli elettrici.
(2) Batteria ternaria al litio
Rispetto alle batterie al litio ferro fosfato, la batteria al litio ternaria utilizzata nella Tesla Model S ha una densità energetica di peso molto più elevata, circa 200 Wh/kg. Ciò significa che una batteria al litio ternaria dello stesso peso ha un’autonomia maggiore rispetto a una batteria al litio ferro fosfato. Tuttavia, anche i suoi svantaggi sono evidenti. Quando la temperatura interna raggiunge i 250-350 gradi, i componenti chimici interni iniziano a decomporsi. Pertanto, pone requisiti estremamente elevati per il sistema di gestione della batteria, che deve installare un fusibile separato per ciascuna cella della batteria. Inoltre, a causa del volume ridotto di ciascuna cella, il numero di celle della batteria necessarie per un singolo veicolo è molto elevato.
2．Batterie al nichel-metallo idruro
Le batterie al nichel-metallo idruro sono un altro tipo tradizionale di batterie per veicoli elettrici, a parte le batterie al litio, che si sono sviluppate gradualmente a partire dagli anni '90. Molti veicoli ibridi, come la Toyota Prius, utilizzano questo tipo di batteria come componente di accumulo di energia. La loro densità energetica non è molto diversa da quella delle normali batterie al litio, circa 70-100 Wh/kg. Tuttavia, a causa della tensione della singola cella di soli 1,2 V, ovvero un terzo di quella delle batterie al litio, il volume della batteria è maggiore di quello delle batterie al litio a parità di tensione richiesta.
Come le batterie al litio, anche le batterie al nichel-metallo idruro richiedono un sistema di gestione della batteria, ma prestano maggiore attenzione alla gestione della carica e dello scaricamento della batteria. Il motivo di questa differenza è dovuto principalmente all'"effetto memoria" delle batterie al nichel-metallo idruro, ovvero la capacità della batteria diminuirà durante il ciclo di carica e scarica. Il sovraccarico o lo scaricamento eccessivo possono accelerare la perdita di capacità della batteria (questa caratteristica delle batterie al litio può quasi essere ignorata). Pertanto, per i produttori, il sistema di controllo delle batterie al nichel-metallo idruro eviterà attivamente il sovraccarico e lo scaricamento eccessivo nell'impostazione, come il controllo artificiale dell'intervallo di carica e scarica entro una certa percentuale della capacità totale per ridurre il tasso di declino della capacità .
