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Aging: test di invecchiamento su celle LIB e procedura di analisi post-mortem

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Aging: test di invecchiamento su celle LIB e procedura di analisi post-mortem

Il documento introduce una metodologia ampia e completa per l’esecuzione dei test e l’analisi dei meccanismi di invecchiamento degli accumulatori elettrochimici, che si propone di raggiungere contemporaneamente diversi obiettivi. La metodologia proposta prevede di eseguire in modo parallelo, anziché sequenziale, sia prove non distruttive, finalizzate allo sviluppo del modello di invecchiamento delle celle in prova, sia analisi post-mortem, ovvero analisi chimico-fisiche dei principali materiali e componenti delle celle invecchiate. Il documento descrive i protocolli di prova delle diverse fasi costituenti la metodologia di analisi dell’invecchiamento, che sarà sperimentata su celle litio-ioni di diverse tipologie. Sono riportati i risultati delle prove preliminari della metodologia, eseguite su celle litio-ioni pouch NMC.

L’analisi dei meccanismi di invecchiamento degli accumulatori elettrochimici è uno dei temi più importanti dell’attività di ricerca in questo settore. Gli obiettivi che si vogliono perseguire sono molteplici e il loro raggiungimento richiede approcci e metodologie di lavoro molto differenti.

Uno degli obiettivi principali è gestire in modo ottimale il sistema di accumulo di energia al fine di prolungarne la durata e massimizzarne lo sfruttamento, attraverso lo sviluppo di un modello di invecchiamento predittivo della batteria. Questo modello può essere utilizzato per prevedere la variazione della vita utile al variare delle condizioni di lavoro e per stimare lo stato di salute attuale del sistema di accumulo. La previsione del trend di invecchiamento in base alle condizioni operative a cui sarà sottoposto il sistema di accumulo è fondamentale nelle fasi di pianificazione e progettazione, sia per la scelta della tecnologia adatta all’applicazione che si desidera soddisfare, sia per il dimensionamento ottimale del sistema per ridurre il suo costo specifico.

Un altro obiettivo non meno importante è l’estensione della vita dell’accumulatore attraverso l’analisi dei meccanismi e degli effetti dell’invecchiamento sul degrado dei materiali di cella. Ciò consente di fornire ai produttori di batterie informazioni utili a concentrare gli sforzi delle attività di ricerca di base al fine di migliorare la composizione dei materiali, la geometria e i processi di produzione delle celle.

Questo documento descrive una metodologia ampia e completa per l’esecuzione dei test e l’analisi dei meccanismi di invecchiamento degli accumulatori elettrochimici, il cui scopo è quello di raggiungere tutti gli obiettivi sopra menzionati.

La metodologia proposta prevede di eseguire sia prove non distruttive, finalizzate allo sviluppo del modello di invecchiamento delle celle in prova, sia analisi post-mortem, ovvero analisi chimico-fisiche dei principali materiali e componenti delle celle invecchiate. Le due tipologie di analisi sono eseguite, in modo parallelo anziché sequenziale, su oggetti in prova modulari della stessa tecnologia, ma di taglie differenti (monocelle/semicelle, celle, moduli).

Il documento descrive i protocolli di prova delle diverse fasi costituenti la metodologia di analisi dell’invecchiamento proposta, che sarà sperimentata su celle litio-ioni di diverse tipologie. Sono riportati i risultati delle prove preliminari della metodologia, eseguite su celle litio-ioni pouch NMC.

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