Nuove chimiche per il futuro delle batterie al litio: la ricerca Flash Battery
15 dicembre 2025
Nel settore dell’elettrificazione industriale, innovazione e ricerca sono vere e proprie leve strategiche in grado di plasmare l’evoluzione del mercato. Nata nel 2012 proprio da un’idea innovativa e dalla passione per l'elettronica di due amici, in pochi anni Flash Battery è diventata un punto di riferimento in Europa nel settore delle batterie al litio per macchine e veicoli industriali. Una forza che risiede nella capacità dell’azienda di fornire un’elettrificazione su misura dotata di una tecnologia proprietaria differenziante, grazie ad un dipartimento di Ricerca e Sviluppo che, ogni giorno, lavora per testare e sperimentare nuove soluzioni.
Da sempre, puntiamo sulla chimica LFP (litio-ferro-fosfato) che si distingue nel mercato delle macchine industriali per le sue caratteristiche intrinseche di elevata sicurezza e stabilità e che, con la sua ultima generazione di celle, gode di una densità energetica aumentata, in grado di raggiungere i 190Wh/Kg. Ma non smettiamo mai di esplorare! Nel nostro laboratorio R&D testiamo ogni giorno nuove chimiche e materiali, con l’obiettivo di fornire ai costruttori batterie al litio sempre più performanti, che possano soddisfare le esigenze specifiche delle più diverse applicazioni industriali.
La chimica LFP resta la scelta numero uno per le applicazioni industriali grazie alla sua sicurezza intrinseca e alla stabilità termica
In quanto produttori di batterie al litio customizzate, sappiamo bene che ogni settore industriale ha esigenze uniche: c’è chi richiede un numero elevato di cicli giornalieri, chi lavora in ambienti con condizioni climatiche estreme o chi, piuttosto, ha forti vincoli di peso e spazio a bordo.
Per rispondere in modo efficace alle specifiche richieste di ogni applicazione, per alcune nicchie applicative abbiamo scelto di affiancare alla nostra chimica principale, la chimica LFP, altre chimiche che, in determinati contesti d’uso, possono offrire vantaggi mirati in termini di potenza, cicli vita o densità energetica, ottimizzando così le prestazioni dei mezzi.
Confronto radar tra LFP, LTO e NMC che evidenzia differenze in sicurezza, durata, potenza specifica, costi e densità energetica
Chimica LTO: cicli infiniti e alte potenze per applicazioni ad uso intensivo
Icona della chimica LTO, scelta da Flash Battery per applicazioni ad altissima ciclicità e potenza
La chimica LTO (Litio Titanato Ossido) rappresenta una svolta per applicazioni che richiedono elevate prestazioni in termini di potenza e durata. Le batterie al litio con chimica LTO si contraddistinguono, infatti, per potenza specifica e C-rate più elevati, caratteristiche che consentono di conferire maggiore potenza a parità di capacità e di eseguire processi di carica e scarica significativamente più rapidi.
L'aspetto più rivoluzionario della tecnologia LTO risiede nel ciclo di vita estremamente lungo, che può raggiungere i 20.000 cicli. Per comprendere la portata di questo valore, consideriamo che in applicazioni come i veicoli elettrici, che mediamente effettuano al massimo un ciclo di ricarica al giorno, l’impiego di una batteria al litio con chimica LTO potrebbe risultare addirittura sovradimensionato, in quanto la batteria avrebbe una vita utile molto superiore a quella del veicolo stesso.
Un altro importante vantaggio della chimica LTO è dato dalla tolleranza termica: le celle LTO operano correttamente in un range di temperatura più ampio rispetto ad altre chimiche, rendendole ideali per l’utilizzo in ambienti critici. Tutto questo, affiancato ad un grado di sicurezza intrinseco estremamente elevato, come si può notare dai test di abuso mostrati nel video di seguito:
Tuttavia, la tecnologia LTO presenta anche alcuni svantaggi, che ne limitano l’applicazione. La densità energetica, infatti, risulta notevolmente inferiore rispetto alla chimica LFP, raggiungendo quasi la metà della capacità in rapporto a volume e peso. Inoltre, il costo molto elevato rappresenta un fattore da considerare attentamente nella valutazione economica di un progetto di elettrificazione con questa chimica.
Ad oggi, infatti, Flash Battery utilizza batterie con chimica LTO esclusivamente in applicazioni cicliche specifiche, come gli LGV impiegati in logistica automatizzata che richiedono un alto numero di cicli giornalieri e dove le caratteristiche distintive di questa tecnologia possono esprimere il loro massimo valore.
Altri settori potenzialmente interessanti per il futuro includono il settore nautico, con particolare riferimento ai traghetti a corto raggio, e i sistemi ibridi in applicazioni dotate di generatore a combustione interna abbinato a batteria. In un sistema ibrido, infatti, la batteria interviene per sopperire ai picchi di potenza o per consentire lo spegnimento temporaneo del motore termico. In un generatore di corrente con motore endotermico e batteria, il sistema può prevedere che il motore si avvii ed eroghi energia caricando parzialmente la batteria, per poi spegnersi e lasciare operare la batteria, generando così multipli cicli giornalieri.
Le applicazioni come i mezzi da miniera o i mezzi movimento terra rappresentano un altro ambito di interesse, caratterizzato da cicli di lavoro giornalieri molto intensi con turni di lavoro continuativi. Spesso, per consentire continuità di lavoro, si utilizzano cariche ultra rapide, o addirittura, si adotta il battery swap.
Le applicazioni che traggono maggior vantaggio da questa chimica costituiscono quindi una nicchia specializzata: applicazioni con usi intensivi senza particolari requisiti di lunga autonomia ma con ritmi di lavoro serrati, oppure sistemi ibridi.
Chimica NMC: alta densità energetica per applicazioni con limiti di peso e spazio
Icona della chimica NMC, impiegata esclusivamente dove la densità energetica è un requisito critico
La chimica NMC (Nichel Manganese Cobalto) è una tecnologia su cui non abbiamo mai puntato strategicamente, in quanto risulta molto meno stabile e sicura rispetto alla chimica LFP e quindi meno adatta per il mondo delle macchine e dei veicoli industriali.
Tuttavia, data la sua alta densità energetica, abbiamo scelto di impiegarla esclusivamente per applicazioni dove sono presenti importanti limiti di spazio e peso e dove la densità di energia costituisce un requisito critico. Raggiungendo i 240Wh/Kg, la chimica NMC ha infatti un'energia specifica molto elevata, caratteristica che le consente di immagazzinare notevoli quantità di energia in peso e volume contenuti.
A livello teorico, tutti i mezzi e veicoli che necessitano di un’importante autonomia beneficerebbero della maggiore densità energetica offerta dalla chimica NMC. Tuttavia, a causa dei più frequenti problemi di sicurezza, del prezzo più elevato e della presenza di cobalto al suo interno (materiale dall’alto impatto ambientale), se ne sconsiglia l'uso se non indispensabile, preferendo la chimica LFP che, nelle sue ultime generazioni, sta aumentando notevolmente la densità energetica arrivando a raggiungere e 190Wh/Kg.
In Flash Battery abbiamo quindi scelto di utilizzare la chimica NMC solo dove non possiamo prescindere da determinate caratteristiche, e lo facciamo limitando la capacità. Infatti, mentre su batterie con chimica LFP disponiamo di capacità che arrivano fino a 600Ah per singola cella, nelle applicazioni dove utilizziamo la chimica NMC preferiamo mantenere contenuto il rischio sicurezza, optando per celle singolarmente più piccole. Se si impiega una batteria con chimica NMC, inoltre, per mantenere la batteria sicura è importante integrare soluzioni di sicurezza esterne, che rendono il sistema più complesso e costoso rispetto ad un sistema con chimica LFP, più sicuro e stabile per natura.
In ambito industriale, infine, la chimica NMC non è particolarmente consigliata anche per il limitato numero di cicli vita. Una batteria con chimica NMC, infatti, offre mediamente 2.000 cicli di carica: considerando che molte macchine industriali operano effettuando un ciclo di carica al giorno, questo significherebbe una durata operativa di circa 5-6 anni, periodo considerato insufficiente per la maggior parte delle applicazioni industriali, che richiedono investimenti a lungo termine.
Nel nostro reparto di Ricerca e Sviluppo, l’innovazione non si ferma mai. Se da un lato lavoriamo quotidianamente per ottimizzare le chimiche che già utilizziamo all’interno delle nostre batterie al litio, dall’altro portiamo avanti un’attività di monitoraggio e sperimentazione continua su nuove tecnologie emergenti che potrebbero rappresentare una svolta per il futuro dell’elettrificazione industriale.
Non tutte le chimiche oggi disponibili sul mercato sono pronte per un impiego affidabile e sicuro in campo industriale, ma alcune mostrano potenzialità molto interessanti. Per questo motivo, abbiamo avviato una serie di test su nuove tecnologie emergenti, come le batterie al sodio, le celle a stato semi-solido e la chimica LMFP, per valutarne le reali prestazioni e comprendere se, come e quando potranno essere integrate nelle nostre soluzioni di batterie customizzate.
Batterie al sodio: sostenibilità e sicurezza in primo piano
Icona identificativa della chimica al sodio, tecnologia emergente attualmente in fase di test nei nostri laboratori
All’apparenza, le batterie al sodio rappresentano una possibile alternativa promettente per il futuro, grazie alla disponibilità diffusa del sodio in natura, alla sostenibilità dei materiali impiegati e al potenziale di elevata sicurezza. Il nostro team R&D sta quindi conducendo una serie di test approfonditi per valutarne le performance in contesti reali.
Tra i principali vantaggi delle batterie al sodio troviamo l’assenza di cobalto, la buona tolleranza termica e il costo contenuto. Tuttavia, la densità energetica ancora molto bassa ne limita l’adozione su veicoli e macchine industriali, rendendole più indicate per applicazioni stazionarie come l’energy storage.
Uno dei problemi tecnici più sfidanti riguarda, però, la forte variazione di tensione tra stato di carica e scarica. Per il veicolo o il sistema che utilizza queste batterie, è necessario operare con tensioni anche molto diverse: questo comporta una perdita di potenza quando la batteria si avvicina allo scaricamento completo, oppure richiede un'elettronica sovradimensionata per funzionare a piena potenza in tutto il range operativo.
Il problema della variazione di tensione è intrinseco alla tecnologia: quando la tensione si dimezza, mantenere la stessa potenza significa operare con una corrente doppia.
Batterie a stato semi-solido: maggiore sicurezza e prestazioni
Icona dedicata alle celle a stato semi-solido, evoluzione tecnica oggi oggetto di valutazione nel reparto R&D
Se l’arrivo delle tanto attese batterie allo stato solido sul mercato sembra un obiettivo ancora lontano, le batterie a stato semi-solido rappresentano una promettente evoluzione tecnica sia della chimica LFP che della chimica NMC. In questo tipo di celle, l’elettrolita liquido è parzialmente sostituito da uno stato solido o gelificato, che dovrebbe ridurre notevolmente i rischi di combustione, aumentando al massimo il livello di sicurezza complessivo.
Il dipartimento di Ricerca e Sviluppo di Flash Battery sta da tempo testando questa nuova tecnologia, in quanto, potenzialmente, consente di migliorare ulteriormente la sicurezza delle batterie, anche se tale miglioramento deve ancora essere completamente dimostrato.
Al momento, l’obiettivo è quello di condurre test specifici per valutare come si comporterebbero le celle a stato semi-solido in condizioni operative reali, per verificare se i benefici teorici si possono tradurre in vantaggi pratici per le applicazioni industriali.
Chimica LMFP: tutta la sicurezza della chimica LFP con maggiore densità energetica
Icona della chimica LMFP, evoluzione dell’LFP oggi in test per aumentare la densità energetica mantenendo elevati standard di sicurezza
La chimica LMFP (Litio-Manganese-Ferro-Fosfato) si può considerare come una vera e propria evoluzione della chimica LFP.
Il ferro, infatti, viene parzialmente sostituito dal manganese che, potenzialmente, può aumentare la tensione della cella e di conseguenza la sua densità di energia fino al 20% rispetto alle batterie con chimica LFP, pur mantenendo caratteristiche simili in termini di sicurezza e cicli vita.
I più recenti studi nel campo della chimica LMFP mostrano risultati molto promettenti: le celle LMFP potrebbero, infatti, avere il potenziale per colmare il divario tra chimica LFP e NMC, offrendo allo stesso tempo alte prestazioni ed elevata sicurezza. I test che stiamo effettuando in laboratorio puntano proprio a verificarne l’efficacia in ambito industriale, con l’obiettivo di capire se questa evoluzione possa davvero rappresentare il prossimo passo naturale nel miglioramento delle prestazioni delle batterie al litio, senza dover scendere a compromessi su sicurezza e durata.
Se i risultati dei test confermassero le aspettative, potremmo presto trovarci di fronte a una chimica capace di coniugare i vantaggi strutturali dell’LFP con una densità energetica superiore, aprendo nuove possibilità progettuali per l’elettrificazione di settori che oggi richiedono ancora diversi compromessi.
Curve di tensione LMFP e LFP: la maggiore tensione della LMFP mostra il potenziale incremento della densità energetica [1]
Come abbiamo osservato, la Ricerca e Sviluppo in Flash Battery non si limita quindi all’ implementazione di tecnologie esistenti, ma abbraccia una visione pionieristica dell'elettrificazione industriale. Dalle chimiche LFP, LTO e NMC, già impiegate nelle nostre batterie al litio in base alle necessità delle singole applicazioni, agli studi sulle tecnologie emergenti come la chimica LMFP, le batterie al sodio e a stato semi-solido, ogni sviluppo rappresenta una risposta mirata alle esigenze sempre più diversificate del mercato industriale.
Il laboratorio di Ricerca e Sviluppo Flash Battery, dove test e validazioni guidano l’evoluzione delle batterie al litio custom
Questo approccio multi tecnologico riflette la filosofia di Flash Battery: non esiste una soluzione universale, ma piuttosto la necessità di sviluppare la batteria al litio più adatta per ogni specifica applicazione. La nostra capacità di personalizzazione, supportata da un reparto di ricerca e sviluppo costantemente proiettato verso il futuro, ci permette di ritagliarci un posto di rilievo tra i leader europei nell'elettrificazione industriale, offrendo batterie al litio per macchine e veicoli industriali che anticipano oggi le esigenze del mercato di domani.
Bibliografia
[1] https://www.researchgate.net/figure/Typical-voltage-profiles-of-NCA-LFP-LMFP-and-LiVOPO-4-cathodes-obtained-from_fig18_295909599
