Sviluppo e validazione di un setup di misura integrato per spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS) su batterie agli ioni di litio

La crescente diffusione dei veicoli elettrici ha reso indispensabile lo sviluppo di metodologie avanzate per la caratterizzazione e il testing delle batterie agli ioni di litio. La spettroscopia di impedenza elettrochimica (Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)) rappresenta una delle tecniche diagnostiche più potenti per la valutazione dello stato di salute (State of Health (SoH)) e dei fenomeni elettrochimici interni alle celle; tuttavia la sua integrazione nei workflow di test industriali presenta significative criticità, legate principalmente alla necessità di modificare la configurazione del setup tra le misure EIS e i test prestazionali ad alta corrente. La presente tesi descrive lo sviluppo e la validazione di un setup di misura integrato per l’esecuzione dell’EIS su celle e moduli agli ioni di litio, realizzato durante il tirocinio presso Reinova S.p.A., azienda operante nel testing elettrico in ambito automotive. Il problema centrale affrontato riguarda la necessità di effettuare misure EIS — tipicamente condotte con correnti dell’ordine di pochi ampere — all’interno dello stesso setup utilizzato per test prestazionali ad alta corrente, senza mai scollegare il dispositivo in prova (Device Under Test (DUT)). L’approccio proposto si basa sull’integrazione della piattaforma DEWEsoft con un alimentatore rigenerativo Keysight serie RP. Il sensore di corrente Direct Current Current Transformer (DC-CT), capace di garantire un’elevata accuratezza su un range dinamico esteso fino a 1000 A, con piena precisione anche per correnti molto piccole, e il plugin EIS per l’ambiente DEWEsoftX consentono di eseguire entrambe le tipologie di test senza alcuna modifica al cablaggio. Il sistema è interamente configurabile: ogni stadio della catena di misura — alimentatore, sensore, acquisizione, software — può essere caratterizzato e ottimizzato in modo indipendente, garantendo piena comprensione e controllo del processo di misura. La validazione sperimentale, condotta su celle singole e moduli, ha consentito di verificare la coerenza dei risultati rispetto alle soluzioni disponibili in laboratorio e di caratterizzare le prestazioni metrologiche del sistema proposto in termini di accuratezza, ripetibilità e range di frequenza utile.