Le batterie agli ioni di litio sono presenti in quasi tutti i dispositivi che possediamo. Dagli smartphone alle auto elettriche, queste batterie hanno cambiato il mondo. Tuttavia, le batterie agli ioni di litio presentano una lunga lista di svantaggi che rendono il litio ferro fosfato (LiFePO4) una scelta migliore.

Quali sono le differenze tra le batterie al LiFePO4?

A rigor di termini, anche le batterie LiFePO4 sono batterie agli ioni di litio. Esistono diverse varianti nella composizione chimica delle batterie al litio e le batterie LiFePO4 utilizzano fosfato di ferro e litio come materiale catodico (il polo negativo) e un elettrodo di carbonio grafitico come anodo (il polo positivo).

Le batterie LiFePO4 hanno la densità energetica più bassa tra le attuali tipologie di batterie agli ioni di litio, quindi non sono adatte a dispositivi con spazio limitato come gli smartphone. Tuttavia, questo compromesso in termini di densità energetica comporta alcuni vantaggi interessanti.

I vantaggi delle batterie al LiFePO4

Uno dei principali svantaggi delle comuni batterie agli ioni di litio è che iniziano a deteriorarsi dopo poche centinaia di cicli di carica. Per questo motivo il telefono perde la sua capacità massima dopo due o tre anni.

Le batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4) offrono in genere almeno 3000 cicli di carica completi prima di iniziare a perdere capacità. Le batterie di migliore qualità, se utilizzate in condizioni ideali, possono superare i 10.000 cicli. Queste batterie sono anche più economiche delle batterie ai polimeri di litio, come quelle utilizzate in telefoni e computer portatili.

Rispetto alle comuni batterie al litio nichel-manganese-cobalto (NMC), le batterie al LiFePO4 hanno un costo leggermente inferiore. Considerando anche la loro maggiore durata, risultano significativamente più economiche rispetto alle alternative.

Inoltre, le batterie al LiFePO4 non contengono nichel o cobalto. Entrambi questi materiali sono rari e costosi, e la loro estrazione solleva problematiche ambientali ed etiche. Questo rende le batterie al LiFePO4 una tipologia di batteria più ecologica, con minori conflitti legati ai materiali utilizzati.

L'ultimo grande vantaggio di queste batterie è la loro relativa sicurezza rispetto ad altre tecnologie di batterie al litio. Avrete sicuramente letto di incendi causati da batterie al litio in dispositivi come smartphone e balance board.

Le batterie LiFePO4 sono intrinsecamente più stabili rispetto ad altri tipi di batterie al litio. Sono più difficili da incendiare, resistono meglio alle alte temperature e non si decompongono come tendono a fare altre batterie al litio.

Perché queste batterie compaiono proprio ora?

L'idea delle batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4) fu pubblicata per la prima volta nel 1996, ma solo nel 2003 queste batterie divennero realmente realizzabili, grazie all'utilizzo dei nanotubi di carbonio. Da allora, ci è voluto del tempo perché la produzione di massa aumentasse, i costi diventassero competitivi e i migliori casi d'uso per queste batterie diventassero chiari.

Solo tra la fine degli anni 2010 e l'inizio degli anni 2020 i prodotti commerciali che utilizzavano in modo prominente la tecnologia LiFePO4 sono diventati disponibili sugli scaffali e su siti come Amazon.

Quando considerare il LiFePO4

A causa della loro minore densità energetica, le batterie al LiFePO4 non sono la scelta ideale per dispositivi portatili sottili e leggeri. Pertanto, non le troverete su smartphone, tablet o laptop. Almeno non ancora.

Tuttavia, quando si parla di dispositivi che non è necessario portare con sé, quella minore densità improvvisamente diventa molto meno importante. Se si desidera acquistare un UPS (gruppo di continuità) per mantenere acceso il router o la workstation durante un'interruzione di corrente, il LiFePO4 è un'ottima scelta.

In effetti, il LiFePO4 sta diventando la scelta preferita per applicazioni in cui le batterie al piombo, come quelle utilizzate nelle automobili, sono tradizionalmente la soluzione migliore. Ciò include i sistemi di accumulo di energia solare domestica o i sistemi di alimentazione di emergenza connessi alla rete. Le batterie al piombo sono più pesanti, hanno una densità energetica inferiore, una durata di vita molto più breve, sono tossiche e non sopportano ripetute scariche profonde senza degradarsi.

Quando si acquistano dispositivi a energia solare, come ad esempio le lampade solari, e si ha la possibilità di utilizzare batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4), questa è quasi sempre la scelta migliore. Il dispositivo può potenzialmente funzionare per anni senza bisogno di manutenzione.