Confronto tecnologie LFP / NMC*
Litio – Ferro – Fosfato (LiFePO4): la chimica del futuro industriale e automobilistico
La chimica LiFePO4 (LFP) risponde particolarmente bene alle esigenze del settore industriale, grazie a una combinazione unica di alta sicurezza, lunga durata e moderate esigenze energetiche. Si rivolge a un'ampia gamma di applicazioni, dall'automazione, alla robotica, alla logistica, alla costruzione, all'agricoltura, alla nautica da diporto, fino ai veicoli elettrici, aeroportuali, piattaforme aeree e veicoli speciali.
Sicurezza e stabilità esemplari
Le batterie LFP sono considerate le più sicure e stabili sul mercato attuale. Disponibili in formati ad alta capacità adatti alle esigenze industriali, evitano la moltiplicazione di piccole celle in parallelo che può compromettere la stabilità e la sicurezza del sistema.
Durata di vita notevole
Le batterie che utilizzano la chimica LFP offrono cicli di vita superiori a 3.500 cicli. Dotate di un sistema di gestione elettronica efficiente (BMS), possono raggiungere oltre 4.000 cicli, con prospettive future fino a 6.000 cicli e oltre.
Attenzione: un ciclo di vita non significa che la batteria sia inutilizzabile alla fine di questo periodo. Infatti, anche dopo 3.500 cicli, una batteria conserva circa l'80% della sua capacità, il che consente ancora numerosi usi secondari, in particolare nello stoccaggio di energia stazionaria.
Un vantaggio ecologico significativo: l'assenza di cobalto
A differenza di altre chimiche al litio, la batteria LFP è priva di cobalto, un materiale tossico e fortemente impattante per l'ambiente. Questa caratteristica le conferisce un notevole vantaggio ecologico, tanto più che molti produttori stanno cercando di ridurre l'uso del cobalto.
Densità energetica in forte crescita
Alcuni anni fa, la densità energetica delle batterie LFP era bassa, circa 100 Wh/kg, il che ne limitava l'attrattiva. Oggi, questo valore è quasi raddoppiato, raggiungendo 170 Wh/kg, suscitando un rinnovato interesse significativo, in particolare nel settore automobilistico.
Le prospettive a medio termine annunciano una densità che può raggiungere 220 a 230 Wh/kg, rendendo la chimica LFP ancora più competitiva.
Adozione da parte dell'industria automobilistica
Questa evoluzione spiega perché molti costruttori automobilistici stanno reintegrando la chimica LFP nei loro veicoli elettrici.
Tra questi:
Tesla, che utilizza già la LFP nella sua « gamma standard », privilegiando sicurezza e costo controllato,
BYD,
Volkswagen,
e molti altri grandi nomi dell'industria automobilistica, che vedono nella chimica LFP un forte potenziale per il futuro.
In sintesi
| Attributo | Litio-Ferro-Fosfato (LFP) |
| Sicurezza | Molto elevata |
| Stabilità | Molto buona |
| Durata di vita | > 3.500 cicli, fino a 6.000 previsti |
| Capacità residua a fine vita | ~ 80 % |
| Assenza di cobalto | Sì |
| Densità energetica | 170 Wh/kg oggi, 220-230 Wh/kg in arrivo |
| Applicazioni principali | Industria, robotica, veicoli elettrici, stoccaggio |
Il LFP in pochi numeri:
Voltaggio nominale: 3,2 V
Densità energetica: 177 Wh/kg
Densità volumetrica: 384 Wh/l
Cicli di vita completi: > 4.000
Velocità di scarica: 1C a 3C (cioè da 1 a 3 volte la capacità nominale)
+ Robustezza, Sicurezza, Cicli
-Massa
Nichel – Manganese – Cobalto (LiNixMnyCozO2): la chimica dominante nell'automobile
La chimica NMC rimane oggi la più utilizzata nel settore automobilistico, grazie alla sua alta densità energetica, che consente di immagazzinare una grande quantità di energia con un peso e un volume ridotti. Questa caratteristica è essenziale per massimizzare l'autonomia dei veicoli elettrici.
Caratteristiche principali
Energia specifica: 220 – 240 Wh/kg, superiore a quella delle altre chimiche al litio.
Cicli di vita: circa 1.000 cicli in buone condizioni di carica/scarica.
Costo: circa il 20% più elevato rispetto al LFP, principalmente a causa della presenza di cobalto.
Varianti della chimica NMC
La nomenclatura NMC indica la percentuale di Nichel, Manganese e Cobalto nella catodo:
| Tipo | Composizione (%) | Caratteristica principale |
| NMC 111 | Ni 33,3 – Mn 33,3 – Co 33,3 | Versione vecchia, meno utilizzata |
| NMC 622 | Ni 60 – Mn 20 – Co 20 | Versione corrente attuale |
| NMC 811 | Ni 80 – Mn 10 – Co 10 | Più recente, alta densità energetica e costo ridotto |
Gli NMC 811, con alto contenuto di nichel e basso di cobalto, permettono di aumentare l'energia specifica riducendo al contempo il costo.
L'evoluzione della chimica NMC mira a ridurre il cobalto, un elemento costoso e difficile da estrarre, mantenendo al contempo la stabilità e la durata del sistema.
Prospettive di innovazione
Alcune aziende stanno già sviluppando celle NMX, totalmente prive di cobalto, aprendo la strada a batterie più economiche ed ecologiche senza compromettere le prestazioni.
Per riassumere:
| Criterio | LiFePO4 (LFP) | LiNMC (NMC) |
| Voltaggio nominale cella | 3,2 V | 3,6 – 3,7 V |
| Densità energetica (Wh/kg) | 170 – 177 Wh/kg | 220 – 240 Wh/kg |
| Densità volumetrica (Wh/l) | 384 Wh/l | 600 – 650 Wh/l (variabile secondo il tipo) |
| Cicli di vita | 3.500 – 4.000 cicli (fino a 6.000 previsti con BMS) | ~1.000 cicli |
| Profondità di scarica raccomandata (DoD) | 70 – 90 % | 80 % |
| Velocità di scarica | 1C a 3C | 1C a 2C |
| Sicurezza | Molto elevata, chimica stabile e non infiammabile | Meno stabile del LFP, richiede protezioni BMS rigorose |
| Cobalto | Nessuno | Presente (riduzione progressiva secondo il tipo: NMC 111, 622, 811) |
| Costo relativo | Inferiore | ~20% più costoso del LFP |
| Applicazioni tipiche | Industria, robotica, stoccaggio stazionario, veicoli elettrici standard | Automobile, veicoli ad alte prestazioni, applicazioni che richiedono alta densità energetica |
| Vantaggi chiave | Lunga durata, sicurezza, alta capacità residua, costo inferiore, assenza di cobalto | Alta densità energetica, basso peso e volume, massima autonomia del veicolo |
| Svantaggi | Densità energetica inferiore a NMC, ricarica limitata sotto 0°C | Durata di vita più breve, costo più elevato, presenza di cobalto, sicurezza inferiore |
*: Le informazioni tecniche presentate in questo articolo sono fornite a titolo indicativo. Non sostituiscono le istruzioni ufficiali dei produttori. Prima di qualsiasi installazione, manipolazione o utilizzo, si prega di consultare la documentazione del prodotto e rispettare le istruzioni di sicurezza. Il sito Torque.works non può essere ritenuto responsabile per un uso improprio o un'interpretazione errata delle informazioni fornite.