Tecnologia: Rischio per la sicurezza? Batterie al litio e sistemi al fosfato di ferro
Hauke Schmidt
· 06.04.2024
La chimica delle celle è determinante per la sicurezza operativa delle batterie di accumulo al litio. Infatti, la batteria al litio o agli ioni di litio è solo un termine generico che copre diverse composizioni e design di celle. La denominazione esatta specifica poi quali materiali elettrodici ed elettroliti sono contenuti.
Le batterie NMC sono molto diffuse nelle auto e nelle biciclette elettriche. L'abbreviazione sta per nichel-manganese-cobalto-ossido. Le batterie al litio-ferro-fosfato, in breve LiFePO, possono essere utilizzate come batterie di consumo a bordo.
Effetti sulla densità energetica e sulla sicurezza operativa
Le differenze nei materiali utilizzati influiscono sulla densità energetica e sulla sicurezza operativa. Le celle NMC utilizzate anche da Tesla producono ossigeno libero in caso di incendio, motivo per cui questi sistemi continuano a bruciare anche sott'acqua e possono essere spenti solo con un raffreddamento estremo.
Le batterie al litio ferro fosfato, invece, sono considerate termicamente sicure, conferma Holger Flint dell'assicuratore Pantaenius. Oltre che per l'assenza di ossigeno libero, i tipi di batterie si differenziano per la cosiddetta temperatura di fuga. Questa indica il numero di gradi a cui è difficile raffreddare la batteria di accumulo scaricandola o scollegandola dalla rete elettrica, in quanto è talmente danneggiata internamente che le celle continuano a riscaldarsi, per così dire, fino a quando tutto il materiale reattivo non è stato esaurito. Nel caso delle NMC, ciò avviene da 160 a 180 gradi, mentre le batterie LiFePO4 vanno fuori controllo solo oltre i 250 gradi.
In realtà, il rischio maggiore di incendio quando si utilizzano batterie al litio-ferro deriva dalle periferiche, ovvero dalla tecnologia di ricarica, dai cavi e dai collegamenti. I dispositivi di accumulo dell'energia assorbono correnti significativamente più elevate durante la ricarica e le rilasciano nuovamente senza problemi. Sezioni dei cavi troppo strette, connessioni corrose e fusibili mancanti in un vecchio impianto elettrico rappresentano quindi un maggiore rischio di incendio. Tuttavia, questi punti possono essere facilmente controllati e corretti in anticipo.
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Fattori responsabili dell'esaurimento della batteria
L'unica causa possibile per cui la batteria stessa va fuori controllo è il sovraccarico dovuto a un caricabatterie difettoso o inadatto. Inoltre, il sistema obbligatorio di gestione della batteria deve fallire, in quanto dovrebbe interrompere il flusso di corrente non appena una cella supera la tensione di fine carica o la temperatura della batteria diventa troppo elevata. Tuttavia, questa autoprotezione, che nessuna batteria al piombo offre, non sostituisce i fusibili separati o un cablaggio adeguato.
