L'impennata dei prezzi delle materie prime per le batterie dall'inizio del 2021 sta alimentando speculazioni su un possibile crollo della domanda o ritardi nella produzione, e ha portato a credere che le case automobilistiche potrebbero modificare le proprie preferenze a favore dei veicoli elettrici.

Il pacco batterie più economico è stato tradizionalmente quello al litio-ferro-fosfato, oLFP.Tesla utilizza la tecnologia LFP per i suoi modelli entry-level prodotti in Cina dal 2021. Anche altre case automobilistiche, come Volkswagen e Rivian, hanno annunciato che utilizzeranno la tecnologia LFP nei loro modelli più economici.

Le batterie al nichel-cobalto-manganese, o NCM, sono un'altra opzione. Hanno bisogno di una quantità simile di litio perLFPma include il cobalto, che è costoso e il cui processo di produzione è controverso.

Il prezzo del cobalto è aumentato del 70% quest'anno. Il nichel ha subito recenti turbolenze a seguito di uno short squeeze sul LME. Il prezzo del nichel a tre mesi si è attestato in un intervallo intraday compreso tra 27.920 e 28.580 dollari/tonnellata il 10 maggio.

Nel frattempo, i prezzi del litio sono aumentati di oltre il 700% dall'inizio del 2021, il che ha portato a un forte incremento dei prezzi dei pacchi batteria.
Secondo S&P Global Market Intelligence, a marzo i costi dei metalli per batterie in Cina sono aumentati del 580,7% su base annua per le batterie LFP, in dollari al chilogrammo, raggiungendo quasi 36 dollari/kWh. Nello stesso periodo, i costi delle batterie NCM sono aumentati del 152,6%, arrivando a 73-78 dollari/kWh a febbraio.

"Il modolitio"Il prezzo è aumentato negli ultimi 12 mesi. Si tratta di uno sconto inferiore a quello che ci si aspetterebbe [rispetto a NCM] e, una volta considerati i fattori prestazionali, la decisione diventa più difficile di quanto sarebbe stata altrimenti. Si potrebbe essere disposti a sacrificare parte delle prestazioni per contenere i costi, ma al giorno d'oggi non è poi così più economico", ha affermato un venditore di idrossido di cobalto.

"C'erano effettivamente delle preoccupazioni, perché il costo dell'LFP era troppo elevato per il segmento a cui si rivolge, ovvero quello delle batterie a basso costo", ha confermato una fonte di un produttore di litio.

"Nel breve-medio termine non si intravedono alternative evidenti alle batterie ad alto contenuto di nichel (quelle che contengono 8 parti o più di nichel). Il ritorno alle batterie NMC a basso contenuto di nichel ripropone le preoccupazioni relative all'utilizzo del cobalto, mentre le batterie LFP non sono ancora in grado di eguagliare pienamente le prestazioni in termini di autonomia e presentano inoltre caratteristiche a basse temperature relativamente sfavorevoli rispetto alle batterie ad alto contenuto di nichel", ha affermato Alice Yu, analista senior di S&P Global Market Intelligence.

Sebbene in Cina la tecnologia chimica preferita sia quella delle batterie LFP, si presume comunemente che la tecnologia NCM avrà un ruolo più importante nei mercati dell'UE, dove i consumatori prediligono auto che consentano loro di attraversare il Paese o il continente con il minor numero di ricariche.

“Quando si progettano impianti per la produzione di batterie, è fondamentale valutare la flessibilità. Al momento, i prezzi delle batterie LFP e NCM sono pressoché identici. Se il prezzo delle LFP dovesse tornare a essere molto più basso, potremmo forse dare priorità alla produzione di NCM, ma per ora dovremmo concentrarci su questo prodotto perché è un prodotto di alta gamma”, ha affermato un produttore di automobili.

Un secondo produttore automobilistico ha fatto eco a tale commento: "Le batterie LFP saranno adatte ai veicoli di fascia bassa, ma non verranno adottate per le auto di lusso".

fattore limitante

La fornitura di litio rimane una grande preoccupazione per il mercato dei veicoli elettrici e un fattore che potrebbe impedire a qualsiasi azienda di passare facilmente al LFP.

Una ricerca di S&P Global Commodity Insights mostra che, anche se tutte le miniere di litio in fase di progettazione entrassero in funzione nei tempi previsti, con le giuste specifiche per il materiale di qualità adatta alle batterie, si registrerebbe comunque un deficit di 220.000 tonnellate entro il 2030, ipotizzando che la domanda raggiunga i 2 milioni di tonnellate alla fine del decennio.

La maggior parte dei produttori occidentali di litio ha la quota maggiore della propria produzione prenotata tramite contratti a lungo termine, e i trasformatori cinesi sono stati impegnati a soddisfare sia le richieste di contratti spot che quelle a lungo termine.

"Ci sono diverse richieste [sul mercato spot], ma al momento non abbiamo materiale disponibile", ha affermato la fonte del produttore di litio. "Abbiamo volumi disponibili solo quando un cliente ha qualche problema o annulla una spedizione per qualche motivo, altrimenti è tutto prenotato", ha aggiunto.

Le crescenti preoccupazioni riguardo al litio e ad altri metalli utilizzati nelle batterie, che rischiano di diventare il fattore limitante per la diffusione dei veicoli elettrici, hanno spinto le case automobilistiche a impegnarsi sempre più nella fase a monte della filiera produttiva.

General Motors investirà nello sviluppo del progetto di estrazione di litio Hell's Kitchen di Controlled Thermal Resources in California. Stellantis, Volkswagen e Renault hanno stretto una partnership con Vulcan Resources per assicurarsi materiale dal progetto Zero Carbon in Germania.

Alternativa agli ioni di sodio

Considerata la prevista carenza di approvvigionamento di litio, cobalto e nichel, l'industria delle batterie sta esplorando delle alternative. Le batterie agli ioni di sodio sono considerate una delle opzioni più promettenti.

Le batterie agli ioni di sodio utilizzano in genere il carbonio nell'anodo e materiali noti come blu di Prussia nel catodo. Esistono "una serie di metalli che possono essere utilizzati nel blu di Prussia, e la scelta varia a seconda dell'azienda", secondo Venkat Srinivasan, direttore dell'Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science (ACCESS) con sede negli Stati Uniti.

Secondo alcune fonti, il vantaggio principale delle batterie agli ioni di sodio risiede nel loro minor costo di produzione. Grazie all'abbondanza di sodio sulla Terra, questi pacchi batteria potrebbero costare dal 3% al 50% in meno rispetto alle batterie agli ioni di litio. La densità energetica è paragonabile a quella delle batterie LFP.

Contemporary Amperex Technology (CATL), uno dei maggiori produttori di batterie in Cina, ha presentato lo scorso anno la sua prima generazione di batterie agli ioni di sodio, insieme alla sua soluzione di pacchi batteria AB, dimostrando la capacità di integrare celle agli ioni di sodio e celle agli ioni di litio in un unico pacco. Il processo produttivo e le apparecchiature per le batterie agli ioni di sodio sono compatibili con le attuali batterie agli ioni di litio, ha affermato CATL.

Ma prima che la tecnologia agli ioni di sodio possa raggiungere una scala commerciale significativa, è necessario affrontare alcune problematiche.

Sono ancora necessari alcuni miglioramenti sia per quanto riguarda l'elettrolita che l'anodo.

Rispetto a una batteria basata su LFP, la batteria agli ioni di sodio è più performante in fase di scarica, ma meno efficiente in fase di carica.

Il principale fattore limitante è che ci vorrà ancora del tempo prima che questo prodotto sia disponibile a livello commerciale.

Analogamente, miliardi di dollari di investimenti sono stati effettuati nella catena di approvvigionamento degli ioni di litio basata su composti chimici ricchi di litio e nichel.

"Valuteremmo sicuramente le batterie agli ioni di sodio, ma prima dobbiamo concentrarci sulle tecnologie già esistenti e mettere in funzione l'impianto", ha dichiarato un produttore di batterie.