Un piccolo pezzo di futuro è uscito dalla linea di produzione di Parsdorf: alto 95 millimetri, di forma cilindrica, con un diametro di 46 millimetri. Sono i nuovi prototipi di celle per batterie – come quelle che saranno utilizzate nei modelli della Neue Klasse di BMW a partire dal 2025 – prodotti nel nuovo Cell Manufacturing Competence Centre (CMCC) di Parsdorf.
Batterie BMW di sesta generazione, nuovo formato di cella e chimica migliorata
La cella della batteria è responsabile delle proprietà principali dei veicoli elettrici: autonomia, prestazioni di guida e tempo di ricarica. Con la cella circolare BMW, progettata per l’architettura elettrica dei modelli Neue Klasse, secondo il Gruppo sarà possibile aumentare significativamente l’autonomia del modello di punta fino al 30% (ciclo WLTP).
Le nuove celle rotonde BMW hanno un diametro standard di 46 millimetri e due altezze diverse di 95 millimetri e 120 millimetri. Rispetto alle celle prismatiche della quinta generazione di batterie BMW, il contenuto di nichel delle celle tonde di sesta generazione sarà maggiore sul lato catodico, mentre il contenuto di cobalto sarà ridotto. Sul lato anodico, il contenuto di silicio sarà aumentato. Di conseguenza, la densità energetica volumetrica delle celle migliorerà di oltre il 20%.
La batteria, la trasmissione e la tecnologia di ricarica della Neue Klasse avranno una tensione più elevata, pari a 800 volt. Ciò dovrebbe consentire, tra l’altro, di ottimizzare il modo in cui l’energia viene fornita alle stazioni di ricarica ad alta potenza a corrente continua, che possono raggiungere una capacità di ricarica molto più elevata con una corrente fino a 500 ampere, wducendo così fino al 30% il tempo necessario per una ricarica dal 10 all’80%.
BMW Group sta definendo dei parametri di riferimento per la produzione, la qualità, le prestazioni, i costi e gli standard ambientali, che sta implementando collaborazione con suoi partner per la produzione di serie di celle per batterie.
Nei centri di competenza di Monaco e Parsdorf, si prosegue verso l’avvio della sesta generazione di trasmissioni elettriche e lo sviluppo di batterie allo stato solido (ASSB). Circa 80 dipendenti lavorano nel Centro di Competenza per la Produzione di Celle di 15.000 metri quadrati, che ha beneficiato di un investimento totale di circa 170 milioni di euro. Il Ministero federale tedesco degli Affari economici e il Ministero bavarese degli Affari economici, dello sviluppo regionale e dell’energia sostengono il progetto nell’ambito del processo di finanziamento europeo IPCEI (Importanti progetti di interesse comune europeo).
Presso il Battery Cell Competence Centre (BCCC) di Monaco di Baviera, sono state prodotte e testate le prime celle per batterie realizzate con materiale catodico riciclato al 100% e/o secondario. I fornitori di celle stanno già consegnando celle per batterie contenenti materie prime secondarie (ad esempio, nichel) provenienti da varie fonti di batterie usate (compresi gli scarti di produzione). L’obiettivo a lungo termin è di riutilizzare tutte le materie prime in batterie ad alta tensione riciclabili.
Come viene creata la cella
La produzione delle celle inizia con la produzione degli elettrodi. Qui il materiale di base, che comprende, ad esempio, grafite per l’anodo e ossidi di nichel per il catodo, con leganti e solventi, viene dosato e mescolato in un rapporto misurato con precisione. In questo modo si crea il cosiddetto “slurry”, ovvero lamine metalliche sottilissime che vengono rivestite e poi compresse dopo l’essiccazione. In gergo tecnico, questa operazione viene definita “calandratura”.
È richiesto il massimo livello di precisione: la lamina ha uno spessore di pochi micrometri – in altre parole, più sottile dei fili di una ragnatela – e anche il rivestimento è dell’ordine dei micrometri. Durante l’assemblaggio delle celle, le lamine rivestite, chiamate elettrodi calandrati, vengono avvolte in cosiddetti “rotoli di gelatina” utilizzando un separatore e inserite nell’alloggiamento della cella. Le celle vengono riempite di elettrolita, quindi caricate per la prima volta e infine controllate per verificarne la funzionalità e la qualità.
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