Perché le batterie a stato solido sono la svolta per i droni

Non fraintendetemi: gli ioni di litio sono stati un cavallo di battaglia per i droni. Ha trasformato goffi kit per hobby in strumenti in grado di fornire medicinali o scansionare i campi agricoli. Ma dopo aver parlato con dozzine di operatori di droni nell’ultimo anno, ho sentito ripetere le stesse frustrazioni. Una squadra di consegna in Minnesota ha dovuto mettere a terra la propria flotta lo scorso gennaio perché le temperature di -10°F hanno ucciso le cariche agli ioni di litio in 12 minuti. Un servizio di droni farmaceutici in Texas si è trovato a rischio quando una batteria si è surriscaldata durante il volo vicino a una scuola. E quasi tutti si lamentano dei tempi di volo: 20-30 minuti al massimo, il che significa che un viaggio di andata e ritorno di 4 miglia lo sta spingendo. Affinché la consegna con i droni possa andare oltre i “progetti pilota” e entrare nella vita quotidiana, abbiamo bisogno di una batteria che non dia il comando.

Entrabatterie allo stato solido. Questa non è solo una “batteria migliore”, è un ripristino completo del modo in cui alimentiamo i droni. Il grande cambiamento? Invece dell'elettrolita liquido che rende gli ioni di litio infiammabili e sensibili agli agenti atmosferici, lo stato solido utilizza un nucleo denso e solido (si pensi alla ceramica o al polimero rinforzato). È come sostituire una bottiglia d'acqua in plastica che perde con un thermos in acciaio inossidabile: più resistente, senza fuoriuscite e costruito per gestire il caos. E per la consegna con droni? Questo piccolo cambiamento sblocca possibilità di cui abbiamo solo parlato, fino ad ora.

Cominciamo con la vittoria più ovvia: il tempo di volo. All'inizio di quest'anno ho lavorato con una catena di pizzerie che testavabatterie allo stato solidosui loro droni per le consegne. Le loro vecchie configurazioni al litio potevano volare per 3 miglia andata e ritorno, trasportando una scatola di pizza, prima di aver bisogno di una ricarica. Con lo stato solido? Hanno raggiunto 8 miglia, abbastanza per coprire altri tre quartieri con un drone, e hanno aggiunto un secondo box senza ridurre la portata. Non si tratta solo di “più tempo in aria”; questa è la differenza tra la consegna con droni come una novità e una parte redditizia della loro attività. Per i piccoli operatori, raddoppiare la zona di consegna senza acquistare più droni? Questa è una vittoria di fondo che non puoi ignorare.

La sicurezza è un altro aspetto non negoziabile. L’estate scorsa, un cliente che consegnava forniture mediche in Florida ha avuto uno spavento: una batteria agli ioni di litio ha iniziato a fumare durante il volo, costringendo il pilota ad atterrare in un terreno abbandonato. Sono passati ai prototipi a stato solido e da allora? Nessun surriscaldamento, nessuna perdita, anche quando un drone è rimasto sorpreso da un temporale e si è tuffato nell'erba. Per i droni che volano su strade trafficate, scuole o ospedali, questa tranquillità non è solo piacevole: è necessaria per ottenere l’approvazione normativa. Il liquido infiammabile degli ioni di litio è sempre stato un campanello d’allarme per i regolatori; lo stato solido elimina completamente questo rischio.

Poi c'è il meteo, il killer silenzioso delle prestazioni degli ioni di litio. Quel cliente del Minnesota di cui ho parlato? Lo scorso inverno hanno testato le batterie allo stato solido e all'improvviso i loro droni hanno volato per 40 minuti a temperature gelide, sufficienti a coprire l'intero percorso senza tornare indietro. Giù in Arizona, un servizio di consegna di generi alimentari ha scoperto che le batterie allo stato solido mantenevano il 90% della loro carica a una temperatura di 100°F, rispetto al 60% delle batterie agli ioni di litio. Affinché la consegna con i droni funzioni a livello nazionale, non è possibile avere un sistema che si spenga quando le condizioni meteorologiche diventano estreme. Lo stato solido offre finalmente agli operatori questa coerenza.

Anche questa non è solo teoria. I grandi produttori di batterie stanno trasformando i prototipi in strumenti che i team di consegna possono effettivamente utilizzare. CATL, il colosso cinese delle batterie che alimenta la metà delle auto elettriche del mondo, ha lanciato all’inizio di quest’anno una batteria a stato solido “condensata” che ha raggiunto i 500 Wh/kg. Traduciamolo per gli operatori di droni: una batteria standard agli ioni di litio raggiunge un massimo di 250 Wh/kg, offrendoti 30 minuti di volo. A 500 Wh/kg? Stai guardando 1,5 ore di volo. Immagina un drone in grado di consegnare pacchi a un'intera piccola città in un solo viaggio, ricaricarsi in 45 minuti (anche lo stato solido si ricarica molto più velocemente) e ripartire. CATL li sta già testando con aziende cinesi di droni, e i primi feedback sono enormi: un operatore ha ridotto le fermate di ricarica giornaliere da 8 a 3.

Ora, siamo sinceri: ci sono ancora degli ostacoli. Al momento, le batterie allo stato solido costano 2-3 volte di più rispetto a quelle agli ioni di litio. Ma questo è normale con le nuove tecnologie: ricordi quando le batterie delle auto elettriche costavano \ (1.000 per kWh? Ora sono meno di \) 150. CATL afferma che la loro batteria da 500 Wh/kg raggiungerà i prezzi di fascia alta degli ioni di litio entro il 2026, e QuantumScape punta a tagli dei costi simili man mano che aumenta la produzione. La produzione su scala rappresenta un’altra sfida: al momento, la maggior parte delle batterie allo stato solido viene prodotta in piccoli lotti. Ma man mano che sempre più aziende di droni effettuano ordini, le cose cambieranno rapidamente.

Ecco la conclusione per chiunque si occupi di consegna di droni: il collo di bottiglia della batteria si sta finalmente rompendo. Nel corso dei prossimi 3-5 anni, lo stato solido passerà da “bello da avere” a “must-have” per qualsiasi operatore che voglia competere. I team che adottano presto questa tecnologia? Saranno loro a consegnare i pacchi più velocemente, a coprire più terreno e a conquistare clienti, mentre i concorrenti bloccati sugli ioni di litio cercheranno di recuperare terreno.

Per gli investitori, questa è un’opportunità per entrare in un settore che sta per esplodere. Per i consumatori, ciò significa consegne più rapide, un servizio più affidabile e costi inferiori. E per noi, le persone che costruiscono il futuro delle consegne, significa finalmente vedere la tecnologia dei droni all’altezza delle aspettative.

Gli ioni di litio ci hanno portato qui. Ma lo stato solido? Porterà la consegna dei droni dove abbiamo sempre desiderato che arrivasse.