Perché una batteria agli ioni di litio è la scelta migliore per la tua e-bike

Le batterie sono uno dei componenti più importanti di una bici elettrica, perché è da loro che dipende l’autonomia e quindi anche quanto tu possa divertirti nei giri sulla tua e-bike.

Il mercato si sta espandendo rapidamente e ormai diamo quasi per scontata la mobilità elettrica, senza chiederci quali sono gli elementi che rendono la nostra vita più sana e comoda.

Ecco perché oggi vogliamo farti una piccola panoramica sulla centrale elettrica della tua e-bike: la batteria, soffermandoci sul perché oggi la scelta ottimale è rappresentata dalla batteria agli ioni di litio.

Batteria agli ioni di litio: l'inizio del boom

Quando nei primi anni ’90 le batterie agli ioni di litio sono state introdotte sul mercato, hanno segnato l'inizio di una nuova era. Sebbene inizialmente molti produttori si affidassero ancora alle batterie al nichel-metallo idruro, le potenti batterie agli ioni di litio presero il sopravvento già all'inizio del 21° secolo.

I benefici? Innanzitutto il minor peso, che si è rivelato particolarmente utile se utilizzato in dispositivi portatili come notebook, smartphone, trapani a batteria e infine anche auto e bicicletta elettriche. Soprattutto, però, le batterie agli ioni di litio hanno un'elevata densità di energia: sono quindi in grado di immagazzinare più energia a un peso relativamente contenuto.

L’importanza delle batterie agli ioni di litio è testimoniata anche dal fatto che i tre scienziati che hanno posto le basi per questa rivoluzionaria tecnologia di accumulo di energia – Stanley Whittingham, Akira Yoshino e John Goodenough – hanno ricevuto il Premio Nobel per la Chimica.

Come è fatta una batteria agli ioni di litio.

Quando parliamo di dispositivi di accumulo di energia, generalmente li chiamiamo batterie. A differenza delle batterie non ricaricabili, le batterie ricaricabili possono essere caricate e scaricate più volte.

Al centro della batteria ci sono diverse celle elettrochimiche, i cosiddetti elementi galvanici, collegate in serie. Poiché le singole celle producono una tensione e una capacità relativamente basse, molte devono essere collegate insieme per soddisfare le necessità energetica di una batteria per e-bike.

A sua volta, la capacità di queste celle è un fattore enorme nella ricerca sulle batterie in quanto svolge un ruolo importante nell'autonomia e nelle prestazioni dei veicoli alimentati elettricamente. Sebbene la capacità possa essere aumentata con più celle, aumentando le dimensioni e il peso della batteria, è anche influenzata dalla combinazione di materiali degli elettrodi e degli strati nelle celle.

L'energia immagazzinabile dipende dalla natura dei materiali utilizzati. Inoltre, una batteria deve anche essere in grado di sopravvivere a molti cicli di ricarica, motivo per cui vengono utilizzati materiali diversi per gli strati stabilizzanti.

Anche la corrente di carica o scarica massima consentita varia a seconda del design della batteria, così come la sua sensibilità alla temperatura. Se si cambia un componente dell'elettrodo per aumentare la stabilità termica, questo a sua volta può avere un'influenza negativa sulla capacità.

Alla fine, la regola generale è che più uniforme è la composizione chimica della batteria, maggiori sono le prestazioni e la durata.

La maggior parte delle batterie oggi sul mercato sono batterie al litio e biossido di cobalto, comprese quelle per e-bike. Il litio costituisce solo l'1-1,5% del materiale della batteria utilizzato, ma è l’elemento cruciale nel sistema. Tutti i componenti reattivi, gli elettrodi negativo e positivo, nonché la soluzione elettrolitica, contengono litio.

E sui rischi di incendio delle batterie agli ioni di litio?

Il litio è un metallo leggero naturalmente reattivo e autoinfiammabile. A seconda del tipo di batteria, il limite di temperatura può essere compreso tra 150° C e 250° C. Se questo limite viene superato, il litio reagisce con altri componenti della cella della batteria, generando ancora più calore, creando una reazione termica fuori controllo. A circa 300° C, l'elettrolita liquido inizierà a bruciare. Per evitare che ciò accada, le batterie agli ioni di litio dispongono di un circuito elettronico integrato, il cosiddetto sistema di gestione della batteria, che funge da unità di controllo e garantisce che tutte le celle subiscano carichi uguali.

Anche se i produttori di batterie garantiscono la qualità del loro prodotto e dei componenti utilizzati, consigliamo comunque di seguire alcune linee guida generali:

• Utilizzare solo batterie e caricabatterie certificati secondo un determinato standard di sicurezza (standard CE) e utilizzare sempre il caricabatterie giusto.
• Non esporre la batteria a temperature estreme, l'intervallo di temperatura ideale è compreso tra 10° C e 30° C.
• Evita le scariche profonde: se non utilizzi la tua e-bike per lungo tempo ti conviene rimuovere la batteria dalla bici e riporla a metà carica ad una temperatura di circa 15°C.
• Se la batteria è stata conservata a lungo in un ambiente freddo, prima di essere ricaricata deve essere riportata lentamente a temperatura ambiente (rimuovere la batteria o portare la bicicletta in una stanza più calda).
• Non lasciare la batteria incustodita durante la prima ricarica.
• Non caricare la batteria su oggetti infiammabili (come scatole di legno o simili) o vicino a sostanze infiammabili (benzina).
• Non utilizzare una batteria se è stata danneggiata.

I vantaggi delle batterie agli ioni di litio

Le batterie agli ioni di litio continuano a essere lo standard per i dispositivi di accumulo di energia piccoli, mobili e ricaricabili sulle bici elettriche.

Con le batterie agli ioni di litio, la densità di energia e la capacità sono elevate a causa dell'elevata tensione delle celle e l'autonomia risultante è del tutto sufficiente.

Inoltre, le batterie agli ioni di litio offrono una lunga durata a causa della minima autoscarica e un intervallo di temperatura relativamente ampio per la conservazione e il funzionamento. Sono anche relativamente economiche da produrre e stanno diventando sempre più potenti senza aggiungere molto peso o ingombro.

Questi sono i motivi per cui le batterie agli ioni di litio sono il tipo di batteria ideale per ogni bici elettrica, in termini di autonomia, peso, longevità e altro ancora.

In Italmoto le montiamo su tutte le nostre e-bike.