A capo di questo progetto troviamo Jeff Dahn, Professore presso i dipartimenti di fisica e chimica della Dalhousie University, considerato come uno dei principali contributori allo sviluppo della batteria agli ioni di litio
Il team di ricerca guidato da Jeff Dahn continua a lavorare sulla batteria da un milione di miglia. Dahn, professore della Dalhousie University che lavora a stretto contatto con Tesla, ha aggiornato sullo stato dei lavori in una conferenza online, dove ha spiegato che l'obiettivo reale non è tanto quello di far percorrere a un'auto elettrica 1,6 milioni di chilometri, quanto di essere in grado di utilizzare la batteria nelle applicazioni di tipo V2G (Vehicle-2-Grid).
Il progetto era già stato presentato nel 2020, quando Dahn e il suo team hanno parlato di una cella teoricamente in grado di resistere per circa 10.000 cicli e fornire corrente per la trazione dei veicoli per oltre tre milioni di chilometri. Per ottenere questi risultati, il team di Dahn lavora con degli additivi da inserire nell'elettrolita allo scopo di ridurre la reazione con il materiale dell'elettrodo e quindi la formazione della pellicola che si deposita tra l'anodo e il catodo, la quale riduce la capacità della batteria nel corso del tempo inibendo il regolare transito di ioni di litio.
Alla conferenza online Twaice trasmessa da Monaco, Jeff Dahn ha affermato che l'uso di celle così durature nelle auto private non solo è possibile, ma necessario in futuro, sebbene non esclusivamente per aumentare l'autonomia delle vetture elettriche. "Dobbiamo fare a meno dei combustibili fossili", ha detto Dahn durante la presentazione. “È più economico installare pannelli solari ed energia eolica rispetto alla produzione tramite carbone. Tuttavia, questi sistemi non garantiscono una produzione di energia costante, quindi abbiamo bisogno di un accumulo di energia su larga scala”.
Secondo Dahn, la produzione di batterie aumenterà di cinque volte entro il 2030, ma serviranno delle soluzioni tecnologiche che possano garantire l'accumulo di energia nella rete, come accade nelle applicazioni Vehicle-2-Grid (V2G). La capacità di accumulo presente nelle auto elettriche può essere utilizzata per gestire altre attività della rete elettrica. Non si tratta certamente di un'idea nuova, in quanto fa riferimento al fatto che le auto sono ferme per la maggior parte della giornata e quindi possono essere momentaneamente utilizzate per alimentare la rete.
Le celle delle batterie delle auto elettriche, quindi, devono essere progettate per assolvere questo compito. "Se una batteria per veicoli elettrici è progettata per 800 cicli, ed è sufficiente per la maggior parte delle applicazioni automobilistiche, non può essere utilizzata nella maniera opportuna per il V2G" afferma Dahn. Ma per superare questi ostacoli bisogna prolungare la durata delle batterie e garantirne la capacità nel lungo periodo, risolvendo il problema del deposito dei materiali di reazione tra anodo e catodo, la cosiddetta interfase di elettrolita solido (SEI).
Il team di Dahn sta lavorando con una cella di tipo NMC532 con anodo in grafite. Si tratta di celle che vengono acquistate a secco, cioè senza elettrolita, da un fornitore cinese (China Amperex Technology Ltd - CATL). Successivamente, l'elettrolita viene miscelato con gli additivi in laboratorio. "Trovare la miscela ideale di additivi è una sfida enorme a cui dedichiamo molto tempo in laboratorio", afferma Dahn. Nel corso degli anni è stata individuata una combinazione di additivi che garantisce che la capacità originale della batteria venga preservata del 90% anche dopo 12 mila cicli di carica/scarica.
Tuttavia, si tratta di risultati, per ora, ottenibili solo in laboratorio e, in particolare, a temperature molto basse durante le fasi di ricarica (non più di 3 °C). Tuttavia, un sistema di raffreddamento molto efficiente potrebbe comunque essere presente all'interno delle installazioni alla base del funzionamento del V2G, grazie al quale, dunque, la batteria non verrebbe pesantemente messa sotto sforzo. Allo stesso tempo, però, tutto questo torna a essere poco efficace nel caso della ricarica rapida della batteria, che inevitabilmente fa innalzare di molto le temperature.
Inoltre, ci sono problemi collaterali rispetto a quelli legati alla chimica delle celle. Altre componenti come l'alloggiamento, l'hardware della batteria e il suo sistema di gestione quasi sicuramente si deterioreranno prima della formazione dell'interfase di elettrolita solido irregolare.
La partnership di ricerca della Dalhousie University con Tesla è esclusiva ed è stata rinnovata nel gennaio 2021. Il produttore californiano è ben più che un semplice finanziatore degli studi condotti dall'università, ricoprendo tra le altre cose un ruolo da intermediario tra CATL e il team di ricerca di Dahn. L'accordo iniziale è stato raggiunto nel 2015 e, dopo il rinnovo, i lavori andranno avanti fino al 2026. Da molto tempo si sente parlare del progetto del team di Dahn e, sebbene alcuni risultati siano stati tangibilmente raggiunti, l'applicazione pratica di questi lavori sembra ancora lontana nel tempo.
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