Degrado della batteria

Il degrado della batteria è la lenta e permanente erosione della capacità di una batteria per auto elettrica di immagazzinare energia ed erogare potenza, che si accumula gradualmente lungo l'intera vita utile del pacco. A differenza di una perdita temporanea di autonomia con il freddo, il degrado è irreversibile: la chimica delle celle cambia in modi che non possono essere annullati, per cui la batteria che esce dalla fabbrica con una determinata capacità ne tratterrà progressivamente sempre meno con il passare degli anni e dei chilometri.

Due grandi meccanismi guidano il processo. L'invecchiamento di calendario avviene per il semplice trascorrere del tempo, mentre reazioni secondarie all'interno delle celle consumano lentamente il litio e corrodono gli elettrodi anche quando l'auto resta ferma. L'invecchiamento da ciclo deriva invece dalle ripetute fasi di carica e scarica: ogni ciclo completo provoca minuscole variazioni strutturali e chimiche cumulative, come la crescita dello strato di interfase solido-elettrolita e la progressiva perdita di materiale attivo. Insieme, questi fenomeni riducono sia la capacità utilizzabile, accorciando l'autonomia, sia la capacità di erogare potenza, che può smorzare l'accelerazione e rallentare la ricarica.

Nella pratica il ritmo è rassicurantemente contenuto per i pacchi moderni, comunemente intorno all'uno o due percento di capacità persa all'anno, con il calo più ripido spesso concentrato nel primo anno, prima che la curva si appiattisca. Questo significa che una batteria trattata con cura può conservare ancora la gran parte della capacità originaria dopo un decennio d'uso, superando agevolmente i periodi di possesso di molti proprietari.

Diversi fattori accelerano il declino e la maggior parte di essi è sotto il controllo del conducente. Il calore prolungato è il nemico principale, ed è per questo che parcheggiare all'ombra ed evitare ripetute sessioni ad alta potenza aiuta. La frequente ricarica rapida in continua stressa le celle più della delicata ricarica in alternata, e sostare agli estremi di carica, sia restando al cento percento sia viaggiando a lungo vicino allo zero, accelera l'usura. La pratica ampiamente raccomandata di mantenere la carica quotidiana tra circa il venti e l'ottanta percento riflette proprio questo principio, riservando le cariche complete ai viaggi che le richiedono davvero.

I costruttori contrastano il degrado attraverso una sofisticata gestione termica che mantiene le celle entro una finestra di temperatura ideale, tramite generosi margini di carica che impediscono il funzionamento a piena o a vuoto reali e attraverso le garanzie. Una garanzia tipica promette che la batteria conserverà almeno circa il settanta percento della propria capacità lungo otto anni o 160.000 chilometri, con sostituzione o riparazione dei pacchi che scendono sotto questa soglia.

Il degrado viene quantificato dallo stato di salute, che esprime la capacità residua come percentuale di quella originaria, ed è gestito dal sistema di gestione termica della batteria. Varia anche con la chimica: le celle al litio-ferro-fosfato tendono a tollerare meglio la carica completa e i cicli frequenti rispetto ad altri tipi agli ioni di litio, una considerazione importante quando si confronta la durata nel tempo di batterie diverse.