Cresce lo slancio delle batterie agli ioni di sodio, ma permangono delle sfide

Teo Lombardo - IEA International Energy Agency

Leonardo Paoli, IEA
Araceli Fernandez Pales, IEA
Timur Gül, IEA

I recenti progressi tecnologici e gli annunci di investimenti suggeriscono che le dinamiche stanno cambiando per le batterie agli ioni di sodio

Le batterie agli ioni di sodio stanno emergendo come un nuovo attore nel mercato delle batterie, offrendo opportunità di diversificazione delle composizioni chimiche e delle catene di approvvigionamento in un momento di crescente domanda globale di veicoli elettrici e sistemi di accumulo di energia. Sviluppate in laboratorio fin dai primi anni '80 , le batterie agli ioni di sodio funzionano secondo gli stessi principi fondamentali delle batterie agli ioni di litio, che attualmente dominano il mercato, ma il loro percorso verso la commercializzazione è stato notevolmente più lento.

Mentre le batterie agli ioni di litio sono entrate nell'uso commerciale negli anni '90, con i primi veicoli elettrici apparsi in Giappone nel 1996 , le batterie agli ioni di sodio hanno raggiunto le applicazioni automobilistiche molto più tardi, con la prima auto elettrica alimentata a ioni di sodio introdotta in Cina solo alla fine del 2023. Il primo sistema di accumulo di batterie agli ioni di sodio è stato installato qualche anno prima, nel 2019 in Cina. Tuttavia, nel 2025 la loro produzione globale totale era inferiore all'1% di quella delle tecnologie agli ioni di litio.

I recenti progressi tecnologici e gli annunci di investimenti suggeriscono che questa dinamica sta iniziando a cambiare. CATL, il più grande produttore di batterie al mondo, ha lanciato le sue batterie agli ioni di sodio di seconda generazione e ha confermato i piani per la loro distribuzione su scala commerciale in diversi settori a partire dal 2026. BYD, il secondo produttore, ha avviato la costruzione del suo primo impianto per batterie agli ioni di sodio nel gennaio 2024, destinato ad applicazioni nei veicoli elettrici , nell'accumulo su scala di rete e nell'industria . Hina, un produttore di batterie cinese più piccolo e il primo ad alimentare un veicolo elettrico utilizzando batterie agli ioni di sodio, ha anch'esso lanciato lo scorso anno una batteria agli ioni di sodio avanzata progettata per le auto elettriche.

Questi investimenti sono guidati principalmente dall'obiettivo di migliorare le prestazioni delle batterie in climi freddi e di ridurre l'esposizione alla volatilità del prezzo del litio. Le batterie agli ioni di sodio offrono prestazioni a basse temperature significativamente migliori rispetto alle batterie agli ioni di litio, in particolare le composizioni chimiche al litio ferro fosfato (LFP). L'ultima generazione di batterie agli ioni di sodio può mantenere circa il 90% della capacità nominale a temperature fino a -40 °C e può funzionare a temperature fino a 70 °C .

Inoltre, le batterie agli ioni di sodio non si basano sul litio, che è stato soggetto a oscillazioni di prezzo negli ultimi anni. Per i maggiori produttori di batterie globali, in grado di mantenere diverse catene di fornitura in parallelo, la competenza e la capacità produttiva nel settore degli ioni di sodio possono fungere da copertura strategica contro il rischio di picchi di prezzo del litio, consentendo un rapido passaggio a un altro fornitore se necessario. Questa flessibilità potrebbe diventare sempre più preziosa. Sebbene i prezzi del litio rimangano circa il 70% al di sotto del picco del 2022, sono raddoppiati nell'ultimo anno. Gli attuali livelli di prezzo del litio non sono ancora sufficientemente elevati da consentire alle batterie agli ioni di sodio di ridurre i costi della produzione di energia a lunga durata (LFP) nella maggior parte delle applicazioni, ma la tecnologia agli ioni di sodio è già conveniente per i veicoli elettrici e l'accumulo stazionario in climi particolarmente freddi. Può anche essere utilizzata nei pacchi batteria dei veicoli elettrici ibridi per limitare le perdite di autonomia in climi freddi.

Restano ostacoli all'adozione su larga scala delle batterie agli ioni di sodio

Nonostante i recenti progressi, le batterie agli ioni di sodio rimangono limitate da una densità energetica inferiore rispetto alle tecnologie agli ioni di litio prevalenti. Le più recenti celle agli ioni di sodio raggiungono fino a circa 175 Wh/kg , rispetto ai 205 Wh/kg delle batterie LFP e ai 255 Wh/kg delle batterie al litio nichel cobalto ossido di manganese (NMC). In termini pratici, ciò si traduce in un'autonomia di guida fino a 350 km per un SUV medio dotato di batterie agli ioni di sodio, rispetto a un'autonomia di 400-600 km per le batterie agli ioni di litio in condizioni meteorologiche medie.

Le batterie agli ioni di sodio sono spesso indicate come un modo per ridurre la dipendenza da minerali critici e diversificare le catene di approvvigionamento delle batterie. Questa affermazione è solo parzialmente corretta. Sebbene le batterie agli ioni di sodio non richiedano litio e grafite, le sostanze chimiche più vicine all'impiego commerciale si basano su altri minerali critici, come nichel e manganese, la cui lavorazione rimane altamente concentrata geograficamente . Inoltre, le catene di approvvigionamento globali per le batterie agli ioni di sodio sono molto meno sviluppate rispetto a quelle per le batterie agli ioni di litio, limitando le prospettive a breve termine per un impiego su larga scala.