Sistema automatico per la caratterizzazione dell'impedenza sul ciclo di vita delle batterie agli ioni di litio secondo lo standard IEC 62660

Questa tesi consiste nella realizzazione di un sistema automatico per la caratterizzazione del ciclo di vita di una cella agli ioni di litio attraverso la misurazione di un parametro prestazionale fondamentale: l’impedenza interna. Si parte con uno studio preliminare sulla struttura chimica e sul funzionamento delle batterie agli ioni di litio, in quanto sono una tecnologia di batterie che presenta un’elevata densità energetica e ottime prestazioni in termini di durata. Grazie a queste proprietà le celle agli ioni di litio vengono utilizzate nel settore automobilistico per la realizzazione di veicoli elettrici. Per ottimizzarne l’efficienza è importante stimare lo State Of Charge. Ci sono diversi metodi per valutare questo parametro, in particolare, attraverso la tecnica di spettroscopia d’impedenza elettrochimica (EIS). Sulla base dello standard internazionale IEC 62660, che descrive e specifica prove di valutazione dei parametri prestazionali e test di durata delle batterie, si propone un protocollo che mira a valutare l’invecchiamento e il deterioramento delle celle attraverso le misure d’impedenza in varie condizioni che dipendono da diversi livelli di SoC e dal numero di cicli a cui vengono sottoposte le celle. Per mettere in pratica questo protocollo è necessario allestire un set up di misura che permetta di eseguire dei cicli di carica e scarica e di misurare l’impedenza interna della cella. Questo banco di misura è costituito da due strumenti principali che sono il Source Meter Unit e il Chemical Impedance Analyzer che vengono programmati da remoto presso il dipartimento DEI dell’Università di Bologna (Campus di Cesena).