L’analisi dei meccanismi di degrado con lo scopo di sviluppare modelli di invecchiamento per stimare in modo attendibile la vita utile dei sistemi di accumulo è uno dei principali temi di ricerca in questo settore. Per comprendere come la vita attesa di una batteria cambia al variare delle condizioni di lavoro si possono sottoporre celle simili a cicli di invecchiamento differenti, monitorando l’andamento nel tempo di alcuni parametri prestazionali che possono essere misurati tramite prove specifiche. A completamento dei test di invecchiamento, le celle possono essere sottoposte ad analisi post-mortem, allo scopo di verificare lo stato dei materiali elettrodici ed evidenziare se alcuni elementi della cella hanno subito un degrado maggiore degli altri. Queste analisi sono importanti anche per evidenziare effetti di degrado sui materiali che non si manifestano necessariamente con una evidente riduzione delle prestazioni ma possono portare ad un guasto improvviso della cella, che si può manifestare con un corto circuito interno, con un rigonfiamento della cella e, nei casi peggiori, con la fuga termica.

Nel documento si riportano i risultati di analisi post-mortem eseguite su tre celle litio-ioni tipo NMC da 3,7 V – 40 Ah sottoposte in precedenza ai test di invecchiamento con diverse condizioni operative per 4990 cicli ciascuna e caratterizzate da un diverso stato di salute che si manifesta con un diverso valore attuale della capacità massima estraibile e della resistenza interna. Lo scopo delle analisi post-mortem eseguite è verificare la presenza di cambiamenti morfologici che possano essere la causa del diverso livello di invecchiamento delle celle e spiegare la variazione dei parametri prestazionali ottenuti nei vari check-up parametrici svolti durante le prove di invecchiamento precedenti. L’analisi dei diversi materiali è stata condotta attraverso la microscopia a scansione elettronica e la microanalisi con rilevatore a dispersione di energia. Le osservazioni dei campioni estratti dalle celle hanno evidenziato in particolare una correlazione tra l’aumento della resistenza interna delle celle e la deformazione della lamina di rame su cui è depositata la grafite dell’anodo.