Durante i cicli di carica e scarica le celle delle batterie al litio si espandono e si contraggono, e la pressione tra celle e alloggiamento cambia nel tempo. Se la pressione di stack non è uniforme, i carichi si concentrano sui bordi del pacco, l'alloggiamento si deforma e le guarnizioni perimetrali possono cedere, con effetti su capacità e vita utile. Le celle di carico tradizionali restituiscono solo la forza totale: per capire dove si accumula la pressione serve una misura distribuita sull'intera superficie di contatto.
La mappatura della pressione nei cicli di carica e scarica si esegue con sensori tattili a matrice a film sottile, inseriti tra lo stack di celle e l'alloggiamento. Collegati alla piattaforma I-Scan, i sensori registrano in tempo reale la mappa della pressione di contatto per tutta la durata del ciclaggio e rendono visibili rigonfiamenti, disallineamenti e zone di sovraccarico che un'ispezione a fine prova non mostra. La piattaforma consente anche di mappare pressione e temperatura in contemporanea, un dato utile nella fase di formazione delle celle, dove una pressione uniforme e una temperatura controllata influiscono sulla stabilità dell'interfaccia solido-elettrolita (SEI).
I dati raccolti orientano le scelte di progetto: strategia di serraggio, spessore delle pareti dell'alloggiamento, materiali di interfaccia. Nello sviluppo di un modulo, la mappatura ha evidenziato concentrazioni di pressione ai bordi dello stack; dopo la correzione del serraggio e dello spessore delle pareti, la compressione è rimasta uniforme per tutto il ciclaggio e le iterazioni di progetto si sono ridotte da settimane a giorni. Gli stessi sensori servono a individuare i punti più sollecitati nelle prove di impatto sulle batterie.
La configurazione del sensore dipende dal formato delle celle, dall'area da coprire e dal campo di pressione atteso. I nostri ingegneri affiancano il laboratorio nella definizione del setup di misura; i sistemi disponibili sono descritti nella pagina dedicata alla validazione di batterie e celle.
