L’uso di auto elettriche a combustione indipendente (EVS) ha attirato più attenzione da tutto il mondo nel settore automobilistico. Perché le batterie agli ioni di litio vengono utilizzate nei veicoli elettrici, che prima si pensava fosse un progetto eccessivamente costoso e ambizioso, I veicoli elettrici stanno diventando sempre più comuni. Mentre sul tema delle batterie agli ioni di litio è stato scritto molto, nessuna recensione che affronti i recenti sviluppi della tecnologia da un punto di vista industriale, tecnico, e il punto di vista economico deve ancora essere pubblicato. Aspetti come l’adozione di sistemi basati su cloud con capacità di deep learning, cambiamenti nella legislazione internazionale, e i nuovi materiali per gli elettrodi delle batterie agli ioni di litio basati sui veicoli elettrici sono trattati in dettaglio. Si stanno discutendo suggerimenti per affrontare i problemi del mercato delle batterie agli ioni di litio utilizzate nei veicoli elettrici. Per garantire ulteriormente il successo del settore delle batterie agli ioni di litio e dei veicoli elettrici nel prossimo futuro, raccomandazioni per brevi, medio-, e vengono offerti obiettivi a lungo termine. Una conclusione che si può trarre da questa valutazione della letteratura è che c’è ancora molto spazio per fare progressi nel campo delle batterie agli ioni di litio basate sui veicoli elettrici, e che probabilmente saranno un argomento caldo per qualche tempo a venire.
Una panoramica dei veicoli elettrici
È necessario comprendere il significato dei veicoli elettrici per apprezzare il ruolo che svolgono in essi le batterie agli ioni di litio. In passato, I veicoli elettrici furono resi disponibili per la prima volta per combattere il problema energetico all’inizio degli anni ’70. I veicoli elettrici sono serviti come sostituti vantaggiosi per l’ambiente delle auto alimentate a petrolio, fornendo un mezzo per far funzionare un motore altrettanto efficiente di uno che funzionava interamente con l'elettricità. All’epoca l’acquisto di veicoli elettrici non era molto allettante a causa del loro prezzo elevato. Tuttavia, il mercato per l’acquisto di veicoli elettrici relativamente più convenienti si è gradualmente spostato negli anni 2000 a seguito delle scoperte tecnologiche e della maggiore consapevolezza sui cambiamenti climatici. Per esempio, Audi ha dichiarato all'inizio del 2023 quello di 2029, ogni veicolo nel loro inventario sarebbe un veicolo elettrico. Inoltre, aziende come Honda e General Motors si impegnano a perseguire obiettivi comparabili.
Gli Stati Uniti sono uno dei paesi che utilizza maggiormente i veicoli elettrici, e il suo utilizzo è cresciuto nel corso degli anni grazie agli incentivi statali e ai veicoli elettrici’ costi in calo. Ad esempio, per ottenere emissioni completamente zero, In California si sostengono norme più severe sulle emissioni. Di 2025, La California spera di averlo 1.5 milioni di veicoli elettrici in circolazione, con a $2500 credito d’imposta per il proprietario di ciascun veicolo. Diversi stati negli Stati Uniti, compresa New York, Georgia, e Washington, hanno offerto varie agevolazioni fiscali. Per esempio, l'acquisto di un veicolo elettrico può comportare un aumento dell'imposta sulle vendite fino a 6.5% a Washington. La Cina ha dimostrato un desiderio significativo di sostenere automobili alternative al di fuori degli Stati Uniti a causa dei crescenti problemi di inquinamento in luoghi densamente popolati. Infatti, a partire da 2021, 3.2 milioni di veicoli elettrici sono stati venduti a livello globale, che rappresenta più della metà di tutti i veicoli elettrici mai venduti. Anche il Giappone si è posto un obiettivo ambizioso (la strategia di rivitalizzazione) fare in modo che il 50-70% di tutte le vendite di automobili siano veicoli elettrici 2030. In Giappone, sono state inoltre implementate alcune agevolazioni fiscali, anche seguendo lo storico 2011 Terremoto di Tōhoku.
Anche con questi incentivi che hanno alimentato il veicolo elettrico (EV) la rapida crescita del mercato, ci sono ancora una serie di problemi legati principalmente alle batterie. Ad esempio, il nichel-cadmio (Ni-Cd), zinco/cloro (Zn/Cl2), e nichel-zinco (Ni-Zn) le batterie presenti negli attuali sistemi di batterie hanno in genere scarse capacità di ricarica. Inoltre, la durata ridotta della batteria causa disagi agli utenti. Perdite indesiderate di energia, soldi, e il fastidio deriva da questi problemi. Per contrastare questo problema è stata suggerita un’opzione alternativa sotto forma di batterie agli ioni di litio.
Una fonte alternativa di batterie: Batterie agli ioni di litio
Storia dell'interesse per le batterie agli ioni di litio per veicoli elettrici
Sono state condotte alcune ricerche sulla fattibilità dell'utilizzo di batterie agli ioni di litio per i veicoli elettrici durante i suddetti anni '70. Quello di Nissan 1997 il lancio del veicolo EV Altra ha segnato l'inizio di questa tendenza. Tuttavia, a causa del suo prezzo elevato ($50.99), all'inizio aveva scarse vendite. In realtà, c'erano sempre e solo 139 unità vendute. Ma più tardi, c’è stata una spinta più forte da parte del settore per migliorare la propria efficacia operativa e ridurre il costo complessivo. Le case automobilistiche su larga scala hanno iniziato a integrare le batterie agli ioni di litio nelle loro auto dopo un certo periodo di progressi costanti. Nell'era presente, vi è una crescente consapevolezza della quota di mercato delle batterie agli ioni di litio per i veicoli elettrici. Ad esempio, grazie al miglioramento delle loro capacità, le batterie agli ioni di litio vengono utilizzate più frequentemente nel mercato statunitense. Inoltre, si prevede che entro 2030, Veicoli elettrici alimentati con batterie agli ioni di litio (EVS) spiegherebbe 64% di tutte le vendite di veicoli leggeri, che si tradurrà in 24% di tutti i veicoli leggeri posseduti. Si stima che sia finita 37% dei veicoli su strada saranno veicoli elettrici alimentati da batterie agli ioni di litio, anche in Cina, che rappresenta oltre 50% dell’industria globale dei veicoli elettrici in questo momento.
Vantaggi delle batterie agli ioni di litio per i veicoli elettrici
Ma è fondamentale comprendere le batterie agli ioni di litio’ proprietà elettrochimiche per comprendere appieno il motivo per cui le persone ne sono attratte. Come affermato in precedenza, la capacità di densità energetica delle batterie agli ioni di litio è molto buona. Ciò è dovuto principalmente alla sua elevata capacità di accumulo di energia da catodico ad anodico (3842 mAh di potenza per 1 g di Li). Le batterie agli ioni di litio superano significativamente le prestazioni di altri tipi di batterie, come l'acido di piombo, nichel-cadmio (Ni-Cd), e sodio-zolfo (Na-S) batterie. È evidente che i tipi di batterie alternativi tendono a funzionare male nonostante i vantaggi percepiti che possono offrire. Ha senso perché, rispetto alle batterie agli ioni di litio, le loro tecnologie sono più avanzate.
Le ragioni per cui le batterie agli ioni di litio sono installate nei veicoli elettrici
L'attuale parco di veicoli elettrici comprende rimorchi per trattori di grandi dimensioni che funzionano almeno in parte con l'elettricità, così come le automobili, autobus in transito, e camion di ogni genere.
Esistono tre categorie principali di veicoli elettrici:
L’elettricità contenuta in una batteria alimenta le auto elettriche a batteria.
Nei veicoli ibridi plug-in, un motore elettrico, una batteria ricaricabile considerevole, e un motore a benzina o diesel sono combinati.
Per generare elettricità per alimentare il motore, i veicoli a celle a combustibile dividono gli elettroni dalle molecole di idrogeno. In questi giorni, i veicoli elettrici sono più che semplici automobili; potresti prendere un autobus elettrico che sfreccia da New York al Mississippi. In 2021, i residenti della California hanno accolto con favore il primo camion dei pompieri elettrico della nazione. Negli anni a venire, i residenti possono aspettarsi di vedere camion elettrici per i servizi igienico-sanitari girare silenziosamente attraverso i quartieri raccogliendo rifiuti e materiali riciclabili, così come i camion postali elettrici e un numero crescente di altri veicoli elettrici che trasportano posta e pacchi senza inquinamento dai magazzini alle case.
Le nostre vite e l’ambiente vengono preservati dalle auto elettriche.
Negli Stati Uniti, I trasporti sono la causa principale dell’inquinamento climatico.
Dobbiamo aumentare la pulizia delle auto sulle nostre strade per affrontare l’emergenza climatica. I prossimi dieci anni saranno cruciali per trasformare i nostri modelli di consumo energetico e mitigare gli effetti più gravi del riscaldamento globale.
Non solo le emissioni di veicoli e camion danneggiano l’ambiente, ma danneggiano anche la salute umana. L’inquinamento atmosferico causato dalle auto alimentate a benzina e diesel contribuisce alla morte prematura, cancro, bronchite, e asma.
L’inquinamento atmosferico localizzato ha implicazioni sulla salute per tutta la vita, manifestandosi come malattia polmonare, problemi cardiaci, e attacchi d'asma. Secondo Rashmi Joglekar, uno scienziato dello staff con l'esposizione tossica di Earthjustice & Programma sanitario, “una sorprendente associazione tra l’esposizione a lungo termine al particolato fine dannoso e la mortalità da COVID-19 negli Stati Uniti” è stato rivelato in uno studio dell’Università di Harvard. I motori che funzionano a benzina o diesel sono una delle principali fonti di PM2.5 (inquinamento da polveri sottili).
Un altro studio della Duke University ha sottolineato i costi sanitari: fino a $3.80 Le spese ambientali e sanitarie sono associate a ogni litro di benzina consumato al distributore di benzina. Il diesel utilizzato nei grandi camion e nelle macchine agricole è molto più dannoso per l’ambiente e la salute umana, costando un extra $4.80 per gallone.
Qualunque sia la fonte della tua elettricità, le auto elettriche hanno un impatto di carbonio inferiore rispetto ai veicoli a benzina.
Reti elettriche, che attingono da una varietà di fonti, tra cui l’energia rinnovabile pulita e i combustibili fossili, fornire l’elettricità necessaria per caricare e alimentare veicoli elettrici a batteria e ibridi plug-in.
Esistono differenze nelle reti energetiche tra gli Stati, pertanto guidare un’auto elettrica ha un’impronta di carbonio diversa a seconda della provenienza dell’elettricità.
Mentre gli avvocati di Earthjustice stanno lavorando a livello nazionale per raggiungere questo obiettivo 100% energia pulita, parte dell’elettricità in questa nazione sarà ancora prodotta bruciando combustibili fossili. Questo nonostante il fatto che il consumo di energia rinnovabile abbia appena superato il carbone.
La notizia eccellente? Anche quando l'energia elettrica proviene dalla rete più sporca, l’elettricità è generalmente più economica e più pulita se utilizzata come carburante per le automobili poiché i veicoli elettrici sono più efficaci nel convertire l’energia per alimentare auto e camion.
Lo dice uno studio condotto dagli scienziati dell'Union of Concerned Scientists, quando si utilizzano automobili elettriche o ibride sulla rete in qualsiasi stato si ottengono minori emissioni di gas serra rispetto alle auto alimentate a benzina. E i vantaggi delle auto elettriche crescono man mano che gli Stati razionalizzano i loro sistemi energetici.
Per scoprire quanto sono pulite le emissioni locali dei veicoli elettrici, controlla il “Quanto è pulito il tuo veicolo elettrico?” strumento in linea. In base al tuo codice postale e alla marca e al modello del tuo veicolo elettrico, potresti ricevere un rapporto personalizzato che descrive dettagliatamente la quantità di inquinamento da carbonio che sarai in grado di risparmiare.
I veicoli elettrici sono più rispettosi dell’ambiente per tutta la loro vita.
Perché le enormi batterie agli ioni di litio delle auto elettriche richiedono molta energia e materiali per essere assemblate, il processo di produzione di questi veicoli comporterà emissioni di gas serra più elevate rispetto a quelle di un tipico veicolo a benzina. (Un'auto elettrica di medie dimensioni con un'autonomia di 84 miglia, ad esempio, produce 15% emissioni più elevate durante la produzione.)
Ma una volta che le macchine si muovono, la situazione energetica cambia completamente.
Dopo aver guidato per un massimo di 18 mesi, i veicoli elettrici compensano le maggiori emissioni prodotte dalla produzione, e superano le prestazioni delle automobili a benzina fino alla fine della loro vita utile.
Lo dicono gli studi dell'Union of Concerned Scientists, la tipica auto elettrica in circolazione ora emette la stessa quantità di gas serra di un’auto che ne riceve 88 miglia per gallone, che è molto più della media delle nuove auto a benzina (31 mpg) o camion (21 mpg).
