ALLEGATO V

ALLEGATO V

PARAMETRI DI SICUREZZA

1.   Sbalzo termico e variazione ciclica

La prova valuta le variazioni dell’integrità della batteria derivanti dall’espansione e dalla contrazione dei componenti degli elementi in seguito all’esposizione a variazioni estreme e improvvise della temperatura e le potenziali conseguenze di tali variazioni. Durante uno sbalzo termico la batteria è esposta a due limiti di temperatura e mantenuta ad ogni limite di temperatura per un determinato periodo.

2.   Protezione da cortocircuiti esterni

La prova valuta le prestazioni di sicurezza di una batteria quando si applica un cortocircuito esterno. La prova può valutare l’attivazione del dispositivo di protezione da sovracorrente o la capacità degli elementi di resistere alla corrente senza che si verifichi una situazione di pericolo (ad esempio fuga termica, esplosione, incendio). I principali fattori di rischio sono la generazione di calore a livello di elemento e la formazione di archi che possono danneggiare i circuiti o portare a una riduzione della resistenza di isolamento.

3.   Protezione dal sovraccarico

La prova valuta le prestazioni di sicurezza di una batteria in situazioni di sovraccarico. I principali rischi per la sicurezza durante un sovraccarico sono la decomposizione dell’elettrolita, la rottura del catodo e dell’anodo, la decomposizione esotermica dello strato interfase elettrolita-solido, la degradazione del separatore e la placcatura del litio, che possono portare all’autoriscaldamento della batteria e alla fuga termica. I fattori che influenzano l’esito della prova comprendono come minimo il tasso di carica e lo stato di carica raggiunto alla fine. La protezione può essere garantita o dal controllo della tensione (interruzione dopo il raggiungimento della tensione di carica limite) o dal controllo della corrente (interruzione dopo il superamento della corrente di carica massima).

4.   Protezione dallo scaricamento eccessivo

La prova valuta le prestazioni di sicurezza di una batteria in situazioni di scaricamento eccessivo. I rischi per la sicurezza durante lo scaricamento eccessivo includono l’inversione di polarità che porta all’ossidazione del collettore di corrente anodica (rame) e alla placcatura sul lato catodico. Anche un piccolo scaricamento eccessivo può causare la formazione di dendriti e in ultima analisi un cortocircuito.

5.   Protezione da temperature eccessive

La prova valuta l’effetto del guasto del dispositivo di controllo della temperatura o del guasto di altri dispositivi di protezione contro il surriscaldamento interno durante il funzionamento.

6.   Protezione dalla propagazione termica

La prova valuta le prestazioni di sicurezza di una batteria in situazioni di propagazione termica. La fuga termica in uno degli elementi può causare una reazione a cascata in tutta la batteria, che può essere composta da numerosi elementi. Ciò può comportare gravi conseguenze, tra cui un significativo rilascio di gas. La prova tiene conto delle prove in corso di sviluppo per applicazioni nel settore dei trasporti da parte dell’ISO e del regolamento tecnico mondiale delle Nazioni Unite.

7.   Danno meccanico dovuto a forze esterne

Le prove simulano una o più situazioni in cui una batteria è accidentalmente esposta a sollecitazioni meccaniche e rimane operativa per lo scopo per cui è stata progettata. I criteri per simulare queste situazioni dovrebbero riflettere gli usi della vita reale.

8.   Cortocircuito interno

La prova valuta le prestazioni di sicurezza di una batteria in situazioni di cortocircuito interno. Il verificarsi di cortocircuiti interni, uno dei problemi principali per chi fabbrica batterie, può provocare lo sfiato, la fuga termica e la formazione di scintille che possono infiammare i vapori dell’elettrolita che fuoriescono dall’elemento. La generazione di tali cortocircuiti interni può essere innescata da imperfezioni di fabbricazione, dalla presenza di impurità negli elementi o dalla crescita dendritica del litio, ed è causa della maggior parte degli incidenti di sicurezza sul campo. Sono possibili vari scenari di cortocircuiti interni (ad esempio contatto elettrico di catodo/anodo, collettore di corrente in alluminio/collettore di corrente in rame, collettore di corrente in alluminio/anodo), ciascuno con una diversa resistenza di contatto.

9.   Abuso termico

Durante questa prova, la batteria è esposta a temperature elevate (in IEC 62619 la temperatura è di 85 °C) che possono innescare reazioni di decomposizione esotermica e portare ad una fuga termica nell’elemento.

10.   Prova d’incendio

Il rischio di esplosione è valutato esponendo la batteria al fuoco.

11.   Emissioni di gas

Le batterie possono contenere quantità significative di materiali potenzialmente pericolosi, ad esempio elettroliti altamente infiammabili, componenti corrosive e tossiche. Se la batteria è esposta a determinate condizioni, la sua integrità potrebbe essere compromessa, con conseguente rilascio di gas pericolosi. È pertanto importante individuare le emissioni di gas provenienti da sostanze rilasciate dalla batteria durante i test: per tutti i parametri di sicurezza elencati ai punti da 1 a 10 si tiene debitamente conto del rischio legato ai gas tossici emessi dagli elettroliti non acquosi.