Camera Climatica per Test su Batterie

Le batterie ricaricabili al litio sono destinate a essere impiegate sempre più massivamente nel mondo moderno, specialmente per quanto riguarda il loro utilizzo nelle automobili elettriche.

Tuttavia, per via delle loro caratteristiche tecniche, sono soggette ad un’accurata serie di test che ne stabiliscono il ciclo vitale, ne prevengono i malfunzionamenti e mitigano l’impatto ambientale. Tra questi, vi sono i test in camera climatica.

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Cosa sono le Batterie Ricaricabili al Litio

Anche note come accumulatori agli ioni di litio, questo tipo di batterie furono proposte per la prima volta negli anni 70 dal chimico statunitense John Goodenough, idea per la quale ha vinto un recente premio nobel per la chimica, nel 2019, assieme ai suoi colleghi Stanley Whittingham e Akira Yoshino.

Infatti, i veri progressi nel campo sono occorsi negli ultimi venti anni durante i quali si è verificata l’applicabilità della tecnologia e la sua produzione su larga scala.

Le batterie ricaricabili al litio usano un composto di litio sul catodo e grafite o titanato di litio sull’anodo. Possono essere costruite in molte forme e dimensioni e quindi destinate ai più disparati usi. Inoltre, possedendo uno scarso “effetto memoria”, sono tra le batterie ricaricabili più longeve conosciute.

Quali Settori sono coinvolti dal Test su Batterie in Camera Climatica?

Come abbiamo anticipato, il principio dell’accumulatore al litio può essere realizzato in differenti scale, fornendo energia a dispositivi e macchine molto diversi tra loro: dal cellulare che teniamo in una mano, agli aerei di linea, passando per le automobili elettriche.

Di conseguenza, l’elettronica di consumo, l’ingegneria militare e aerospaziale e l’automotive sono settori coinvolti dalla ricerca sulle batterie a ioni di litio e dai relativi test di sicurezza in camera climatica.

Attualmente, l’automotive sembra il settore più promettente e in espansione, anche per via di alcuni incidenti e malfunzionamenti che sono avvenuti negli altri settori negli anni scorsi.

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Quali norme regolano i Test su Batterie in Camera Climatica?

Le legislazione intorno alle batterie ricaricabili al litio è materia di stretta attualità, al punto che nel Febbraio 2021 è stata proposta una nuova bozza al vaglio dell’Unione Europea.

Tuttavia, alcuni settori hanno già tratto delle linee guida proprie. Quello automobilistico, per esempio, si rifà al testo dell’EUCAR, ovvero il concilio europeo del settore automotive.

Aggiornato nel 2019, il testo norma la costruzione e l’implemento di batterie ricaricabili al litio, con particolare attenzione ai requisiti di sicurezza che vengono messi a punto da opportuni test in camera climatica.

Come funzionano i Test su Batterie in Camera Climatica?

Uno dei principali fattori di rischio delle batterie ricaricabili al litio è costituito dal calore.

Le alte temperature e l’esposizione diretta alla luce del sole influiscono sia sulla longevità (il numero di cicli di ricarica varia infatti dai 400 ai 1200) sia sul funzionamento medesimo, arrivando a provocare malfunzionamenti e vere e proprie esplosioni.

I test su batterie in camera climatica mirano in primo luogo a verificare la longevità della batteria e a scongiurare queste occorrenze. 

I primi si chiamano prove di invecchiamento accelerato e i secondi test di fatica.

Regolando opportunamente la temperatura interna della camera climatica è possibile simulare le situazioni reali che potrebbe incontrare la batteria durante il suo uso. L’EUCAR ha stabilito sette livelli di rischio per valutare i risultati del test, con zero che significa nessun effetto fino al settimo che occorre quando si verifica un’esplosione.

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La Camera Climatica FDM per Test su Batterie

La Camera Climatica FDM può eseguire tutti i test su batterie che abbiamo menzionato ed è dotata di una interfaccia semplice e intuitiva che consente all’operatore di avere pieno controllo del processo.

FDM può fornire camere climatiche per test su batterie con certificazione ATEX e/o con hazard level.

Se volete saperne di più degli EUCAR Hazard Level, potete leggere qui. 

Inoltre, per esigenze particolari, possiamo costruire una camera climatica su misura. Non esitate a contattarci.

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Fonti Autorevoli e Link Esterni

Per approfondire le normative sui test di sicurezza e performance delle batterie al litio:

• UN Model Regulations — Manual of Tests and Criteria (UN 38.3) — Test obbligatori per trasporto batterie al litio aereo, marittimo e stradale.
• IEC 62133 — Safety requirements for portable sealed secondary lithium cells.
• IEC 62660 — Secondary lithium-ion cells for propulsion of electric road vehicles (EV).
• UL 1642 / UL 2054 — Standard USA di sicurezza per celle e pacchi batteria.
• UNECE Regulation No. 100 — Approval of battery electric vehicles (omologazione EV europea).

Domande Frequenti sui Test Batterie in Camera Climatica

Quali test obbligatori per commercializzare una batteria al litio?

Per il solo trasporto, UN 38.3 è obbligatorio a livello mondiale (IATA, IMDG, ADR) e comprende 8 test tra cui altitudine, shock termico, vibrazione, impatto, cortocircuito, sovraccarica. Per commercializzazione consumer si aggiungono IEC 62133 (Europa) o UL 1642/2054 (USA). Per batterie automotive EV servono IEC 62660 e UNECE R100. Approfondisci UN 38.3.

Qual è il range di temperatura standard per test batterie?

La maggior parte delle norme richiede test tra -40°C e +85°C, con alcune prove estreme a +150°C (hot box UN 38.3). Per cicli di charge/discharge in camera climatica si lavora tipicamente tra -20°C e +60°C. Le camere dedicate batterie FDM supportano range -70/+180°C con protezioni antincendio attive (thermal runaway containment).

Perché servono camere speciali per batterie?

Le batterie al litio in condizioni di stress possono generare thermal runaway: una reazione a catena con emissione di gas tossici/infiammabili, fumo denso e rischio di esplosione. Le camere FDM dedicate batterie integrano estrazione forzata dei fumi, pannelli di sfogo pressione, rilevazione gas (LEL), raffreddamento di emergenza e pareti rinforzate conformi ai requisiti IEC 62619 per batterie industriali.

Si possono testare batterie a stato solido nelle stesse camere?

Sì, le camere climatiche e le configurazioni per test ambientali funzionano per qualsiasi chimica di batteria (Li-ion, LiPo, stato solido, Li-metal, Na-ion). Cambiano i protocolli di prova e i range: le batterie a stato solido tollerano temperature più elevate (fino a 150-200°C) e sono meno soggette a thermal runaway, ma richiedono comunque qualifiche complete secondo IEC 62660 o le nuove edizioni in sviluppo (IEC 63338).