Identificazione e Caratterizzazione di Internal Soft Short Circuits in Batterie agli Ioni di Litio

I cortocircuiti interni parziali (Internal Soft-Short Circuits, SSC) associati alla crescita di dendriti di litio rappresentano una delle manifestazioni di degrado più critiche nelle celle agli ioni di litio. Pur essendo generalmente auto-estinguenti, gli SSC costituiscono indicatori di degradazione elettrochimica e potenziali precursori di guasti più gravi, spingendo la ricerca verso lo sviluppo di tecniche di rilevazione precoce. Questo lavoro propone metodi per l’analisi e la rilevazione automatica degli SSC a partire dai segnali elettrici della cella, basate sull’elaborazione del segnale. Gli studi sono condotti su un dataset sperimentale acquisito in ambiente controllato, nel quale l’insorgenza di anomalie viene favorita mediante applicazione di pressione meccanica localizzata, definita con il termine indentation Il contributo principale della tesi risiede nella caratterizzazione degli SSC mediante diverse tecniche di signal processing, finalizzate all’analisi dei risultati sperimentali. In una prima fase viene condotta un’analisi esplorativa nei domini del tempo e della fre- quenza, supportata dalla Trasformata Wavelet Continua (CWT), finalizzata a evidenziare le principali caratteristiche morfologiche e spettrali degli eventi osservati. La pipeline di elaborazione dei dati si articola in una prima fase di detection, attraver- so algoritmi di rilevazione come Energy-Ratio Band-Pass (ER-BP) e Mean-Step Energy Detector (MSED), e in una successiva fase di caratterizzazione, che sfrutta una modella- zione matematica per stimare un insieme di parametri rappresentativi della forma degli eventi rilevati. In tale contesto, il lavoro si concentra sulla caratterizzazione degli SSC anche attraverso l’analisi dei risultati ottenuti da questa procedura. Le metodologie adottate consentono di individuare e caratterizzare automaticamente i fenomeni SSC nei segnali della cella, fornendo strumenti utili per lo studio e lo sviluppo di sistemi di monitoraggio delle celle Li-ion.