• aging process
• chemical characterization
• component masses
• cylindrical battery cells
• geometrical properties
• lithium-ion batteries
• NMC
• state of lithiation
• state-of-health
• structural and morphological characterization

Il lavoro di tesi ha riguardato la stesura di una procedura per la caratterizzazione geometrica e chimica di una batteria litio-ione cilindrica e per il calcolo e la propagazione dell’incertezza di misura dei parametri di interesse.
L’obiettivo è stato definire le possibili tecniche di caratterizzazione per la valutazione di: 1) aree geometriche e frazioni massiche dei macro-componenti della batteria (foglio anodico, foglio catodico, separatori), 2) spessore dei collettori e degli elettrodi, 3) analisi morfologica e distribuzione dimensionale dei materiali attivi degli elettrodi, 4) frazioni massiche, loading e frazioni volumetriche degli elementi costituenti gli elettrodi, 5) stati di litiazione.
Le indagini sperimentali hanno previsto l’apertura di tre batterie fresche; i risultati ottenuti hanno permesso di analizzare la variabilità dei parametri intra-cella e inter-celle e di valutare sia i possibili limiti delle tecniche di caratterizzazione, quali analisi ICP-OES, TG e SEM, sia delle “best practice” da adottare. È stata positivamente valutata l’integrabilità dei risultati ed effettuato un confronto con alcuni studi da letteratura, evidenziando la compatibilità tra i parametri fisico-chimici e le misurazioni elettrochimiche.
Infine, è stata posta l’attenzione su una batteria litio-ione ciclata, in modo da osservare i fenomeni relativi all’invecchiamento, con particolare riguardo alla quantificazione della perdita di litio ciclabile tra anodo e catodo.
Le procedure sviluppate ed i dati sperimentali ottenuti possono permettere la calibrazione di modelli elettrochimici avanzati per la simulazione del funzionamento della batteria.