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Batteria LFP vs NMC: le differenze anche nel degrado dopo 10 anni tra guida sportiva e ricarica “slow”

NMC contro LFP alla prova del tempo: ecco come lo stile di guida e la scelta tra colonnine rapide DC e ricarica lenta AC a casa definiscono il degrado e l'autonomia residua dell'auto elettrica dopo un decennio.

Quando si parla di auto elettriche, la tipologia di batteria (LFP e NMC) e la sua durata nel tempo sono uno dei temi caldi. Sappiamo che gli accumulatori si degradano, ma di quanto? E soprattutto, la chimica della batteria fa davvero la differenza? Per rispondere a queste domande che ci arrivano anche in redazione, abbiamo simulato uno scenario realistico: un’auto elettrica con batteria da 60 kWh di capacità dopo 10 anni di utilizzo e 150.000 km percorsi.

Abbiamo messo a confronto due stili d’uso opposti (Caso 1 e Caso 2), applicandoli alle due chimiche di punta del mercato odierno: le robuste LFP (Litio-Ferro-Fosfato) ma più voluminose e le performanti NMC (Nichel-Manganese-Cobalto), più diffuse.

Le due chimiche a confronto: NMC vs LFP

NMC (Nichel-Manganese-Cobalto): offrono una densità energetica elevatissima (maggiore autonomia a parità di peso) e ottime prestazioni a freddo. Tuttavia, sono più sensibili agli sbalzi termici, alle ricariche rapide e soffrono se lasciate cariche al 100% o scariche allo 0% per lunghi periodi. La tecnologia NMC (Nichel-Manganese-Cobalto) è quella che probabilmente utilizzi già tutti i giorni senza saperlo: alimenta smartphone, laptop e la maggior parte delle auto elettriche a lungo raggio. Queste batterie hanno sostituito i vecchi accumulatori al piombo nello stoccaggio energetico statico perché accumulano molta energia in poco spazio, durano a lungo e non richiedono manutenzione.

LFP (Litio-Ferro-Fosfato, o LiFePO4): queste batterie non usano cobalto né nichel. A differenza delle NMC, il catodo delle LFP è composto da ferro e fosfato, elementi estremamente abbondanti in natura e molto meno costosi e rari rispetto al nichel e al cobalto. Questa composizione chimica rende le batterie LFP non solo molto più facili ed ecologiche da riciclare a fine vita (grazie a materiali meno tossici), ma anche incredibilmente stabili e sicure contro il rischio di surriscaldamento. Proprio per questa loro sicurezza intrinseca e per la straordinaria longevità, le celle LFP stanno diventando lo standard più diffuso sia per l’accumulo di energia domestico sia per le auto elettriche di fascia media.

Tollerano senza problemi la carica al 100% (anzi è consigliato periodicamente di caricarle al 100% per migliorare il bilanciamento delle celle). Di contro le LFP soffrono maggiormente il freddo intenso e sono più pesanti (minore densità energetica).
Molti costruttori usano le LFP nella fascia medio-bassa del mercato anche perché costano meno per la produzione e permettono ai costruttori di abbattere il costo complessivo dell’auto elettrica.
Le batterie LPF oggi sono largamente diffuse, come sulla Mazda 6e e sulla Leapmotor B05 da me provate.

Caso 1: guida sportiva e ricariche veloci in DC (stress massimo)

Vediamo cosa succede dopo 10 anni (e 150.000 km) di usura nel caso di uno stile di guida aggressivo con continue accelerazioni brucianti (che richiedono picchi di corrente enormi), frenate rigenerative violente e ricariche effettuate quasi esclusivamente presso colonnine rapide in corrente continua (DC) a potenze elevate.

Come reagiscono le due batterie NMC e LFP sotto stress?
1. NMC: la chimica NMC soffre moltissimo lo stress termico indotto dagli alti flussi di corrente (C-rate elevati). Le repentine espansioni fisiche degli elettrodi creano micro-fratture nei materiali catodici, mentre il calore generato in DC accelera il degrado dell’elettrolita liquido.
2. LFP: le batterie LFP sono strutturalmente molto più stabili. Pur subendo l’inevitabile usura dovuta al calore delle cariche rapide DC, resistono meglio allo stress meccanico della guida sportiva. Tuttavia, anche per loro l’uso continuativo in DC senza adeguate pause di raffreddamento riduce l’aspettativa di vita ideale.

Caso 2: Guida fluida e ricarica notturna in AC (Lunga Vita)

Secondo caso, guida fluida e predittiva, sfruttando la scorrevolezza per rigenerare energia dolcemente. Ricarica prevalentemente notturna in corrente alternata (AC) a bassa potenza (da 3 kW a un massimo di 11 kW) a casa o in ufficio. Ricarica DC limitata solo ai lunghi viaggi autostradali.

Come reagiscono?

1) NMC: lavorando a temperature moderate e senza picchi di scarica improvvisi, la degradazione chimica rallenta drasticamente. Se l’utente ha l’accortezza di limitare la carica quotidiana all’80% (caricando al 100% solo prima di un lungo viaggio), la batteria NMC conserva un’efficienza eccezionale anche dopo un decennio (fino all’88% di SoH dopo 10 anni). Ma c’è un costo psicologico. Per molti automobilisti alle prime armi, questo limite mentale — dover calcolare la ricarica e non poter fare “il pieno” — rappresenta un peso stressante che si aggiunge al passaggio all’elettrico. Chi invece acquista l’auto in leasing e sa di restituirla dopo 3 o 4 anni, spesso se ne infischia e la usa senza riguardi, lasciando l’onere del degrado al proprietario successivo.

2) LFP: è l’habitat perfetto per questa chimica. La batteria LFP ama essere caricata al 100% (anzi, deve farlo almeno una volta a settimana per consentire al computer di bordo di bilanciare le celle e calibrare l’autonomia stimata). Con ricariche lente in AC e temperature d’esercizio costantemente basse, una batteria LFP dopo 10 anni è praticamente ancora seminuova, sfiorando oltre il 90% di efficienza residua.
Dal punto di vista del consumatore medio, questo è un vantaggio enorme: non servono calcoli e non c’è ansia da ricarica. Si attacca l’auto alla presa di casa la notte e la mattina si parte con il 100% reale. Anche se l’auto è più pesante e soffre il gelo, la tranquillità d’uso e una perdita di capacità minima dopo 10 anni (solo l’8-10%) la rendono la scelta preferita per chi bada alla concretezza quotidiana.

Il pacco batteria montato su una Leapmotor B10 REV
Il pacco batteria montato su una Leapmotor B10 REV

Stato di una batteria dopo 10 anni e 150.000 km

Ecco una panoramica dettagliata di come cambiano la salute residua (SoH – State of Health), la capacità e l’autonomia stimata (ipotizzando 400 km di autonomia teorica da nuova) di due tipologie di batterie con 2 utilizzi completamenti diversi su una batteria da 60 kWh:

Dopo 10 anni
e 150.000 km
CASO 1
Uso Sportivo
+ Ricariche DC (Fast)
CASO 2
Uso Zen
+ Ricariche AC (Slow)
Chimica NMC
Salute (SoH)
70% – 73% 85% – 88%
Chimica NMC
Perdita di capacità
27% – 30% di degrado 12% – 15% di degrado
Chimica NMC
Capacità residua
~42,0 – 43,8 kWh ~51,0 – 52,8 kWh
Chimica NMC Autonomia stimata ~280 – 292 km ~340 – 352 km
Chimica LFP
Salute (SoH)
78% – 82% 90% – 92%
Chimica LFP
Perdita di capacità
(degrado)
18% – 22% 8% – 10%
Chimica LFP
Capacità residua
~46,8 – 49,2 kWh ~54,0 – 55,2 kWh
Chimica LFP
Autonomia stimata
dai 400 km originali
~312 – 328 km ~360 – 368 km
Stato della Garanzia Limite della garanzia
(spesso fissata al 70% in 8 anni/160k km)
Ampiamente sopra la soglia critica di degrado
Valore residuo del veicolo Fortemente penalizzato sul mercato dell’usato Ottimo, batteria ancora in salute per altri anni

Conclusioni: quale chimica è migliore?

Il confronto evidenzia che le abitudini di ricarica e di guida influenzano la longevità della batteria molto più del semplice scorrere del tempo. Chi acquista un’elettrica con batteria dotata di chimica NMC deve prestare un occhio di riguardo in più: limitare la carica quotidiana all’80% ed evitare, quando possibile, l’abuso di ricariche ultra-fast in DC per non ritrovarsi dopo 10 anni con un’auto più svalutata per un SOH peggiore.

Al contrario, le batterie con tecnologia LFP sono più robuste e si confermano un’ottima scelta per chi cerca la massima durata e “zero ansie” da ricarica (carichi tranquillamente sempre al 100%), pagando un piccolo pegno solo sulle performance invernali e sul peso della batteria leggermente superiore per la stessa capacità.

Un confronto con alcune caratteristiche tra le 2 batterie LFP e NMC:

Parametro Fosfato di litio-ferro (LFP) Nichel Manganese Cobalto (NMC) Confronto
Tensione nominale (Voltaggio) 3,2 V 3,6 o 3,7 V Minore tensione di esercizio
Densità energetica gravimetrica (peso) 90 – 120 Wh/kg 150 – 250 Wh/kg Le batterie NMC sono più leggere e compatte
Densità energetica volumetrica (volume) 300 – 350 Wh/L 500 – 700 Wh/L Le batterie NMC sono più leggere e compatte
Tasso di scarica massimo (C-rate) 30C 3C, 5C
picchi a 10 C
Le batterie LFP forniscono più potenza in un periodo più breve e si caricano più velocemente
Tasso di carica massimo (C-rate) 10C 1,2,3 C Le batterie LFP forniscono più potenza in un periodo più breve e si caricano più velocemente
Ciclo di vita tipico (@80% di capacità) 2.000 – 3.000 cicli 800 – 1.000 cicli Le batterie LFP offrono molti più cicli di carica lungo una vita utile temporale più estesa
Durata da calendario (@80% di capacità) Oltre 8 anni 6/8 anni Le batterie LFP offrono molti più cicli di carica lungo una vita utile temporale più estesa
Inizio runaway termico (instabilità) * 230 °C – 270 °C
(fino a 300°C)
150 °C – 210 °C
(a seconda del Nichel)
Le batterie NMC hanno soglie di instabilità termica più basse e bruciano a temperature molto più alte
Picco di temperatura in runaway * 600 °C 800 °C Le batterie NMC hanno soglie di instabilità termica più basse e bruciano a temperature molto più alte
Energia rilasciata nel runaway Dimezzata:
~10 – 15 kJ/Ah
Grande:
~20 – 25 kJ/Ah
Presenza di ossigeno nel gas No (il rilascio di ossigeno è nullo o trascurabile) (il catodo rilascia ossigeno che alimenta il fuoco)

*Nota: Il runaway termico si riferisce alla reazione a catena che può verificarsi in caso di grave danno o cortocircuito, portando all’autocombustione della cella.

Giovanni Mancini

L'Ing. Giovanni Mancini, ingegnere meccanico e membro della Commissione Motorismo dell'Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma, è pilota, giornalista, Direttore Responsabile di NewsAuto.it e dei magazine Elaborare GT e Elaborare 4x4, punti di riferimento per i car enthusiast da oltre trent'anni. Con una carriera agonistica di oltre 100 gare… More »