Batterie stazionarie dallo specialista
A differenza di altri fornitori su larga scala di batterie agli ioni di litio, la produzione di HiTHIUM è concentrata esclusivamente nel settore dell’accumulo su batterie stazionarie. Scegliendo questa specializzazione, HiTHIUM ha imboccato un percorso inusuale, ma la focalizzazione dell’azienda porta benefici ai suoi clienti, perché i prodotti HiTHIUM sono ottimizzati senza sosta per l’utilizzo stazionario, impostando nuovi standard in materia di economicità, affidabilità e sicurezza.
La longevità, la sicurezza e la convenienza dei prodotti HiTHIUM sono dovute in larga parte alle caratteristiche e alla qualità della produzione delle celle per batteria LFP HiTHIUM. Delle deviazioni in fase di produzione possono influenzare non solo le prestazioni e la durevolezza delle celle, ma soprattutto la loro sicurezza. Anche le impurità o le irregolarità più piccole possono danneggiare le celle durante l’operatività e causare quindi altri difetti.
La produzione di massa di celle per batterie è estremamente onerosa, date le tecnologie di manifattura molto complesse e le tolleranze minime in fase di produzione.
Ma HiTHIUM non si affida solo alla lunga esperienza pratica dei numerosi ingegneri del suo team produttivo principale nella produzione industriale di massa di celle per batterie. Ha investito abbondantemente nella manifattura di questi articoli per costituire una delle linee di produzione più avanzate al mondo.
Ecco perché una grande quantità degli oltre 1000 ingegneri e ricercatori che operano nei quattro stabilimenti aziendali dedicati alla ricerca interna si impegna a risolvere i problemi di produzione, oltre ad avanzare continuamente i processi di manifattura.
Inoltre, le linee di produzione di HiTHIUM hanno un livello di automazione estremamente alto e un elevato grado di “intelligenza” basata sulla raccolta e valutazione precise ed estese di big data in tempo reale.
Le linee di produzione di HiTHIUM dispongono di oltre 3000 punti di controllo dei processi monitorati in tempo reale, 600 dei quali sono associati direttamente con un sistema di gestione della qualità certificato.
In questo modo è possibile garantire la stabilità e l’uniformità del prodotto da numerosi punti di vista.
Il MES (Manufacturing Execution System – sistema di esecuzione della manifattura) intelligente di HiTHIUM inoltre è dotato di più di 600 punti di controllo dei processi, oltre a una vasta gamma di canali di raccolta dati (RFID, PLC, IPC, PC, ecc.) che coprono l’intero stabilimento produttivo.
Sicurezza
I sistemi di accumulo basati su batterie al litio prodotti, progettati e installati in base agli standard attuali sono molto sicuri. Eppure ci sono delle differenze importanti per la sicurezza, ad esempio tra le diverse composizioni chimiche, tecnologie e design delle celle, i concetti di accumulo e i sistemi di gestione delle batterie (BMS).
Chimica delle celle
È risaputo che le batterie agli ioni di litio sono soggette a combustione se danneggiate o riscaldate a temperature estreme. La causa è la sensibilità alle temperature eccessive degli ossidi a base di litio utilizzati nelle celle. Esistono ossidi di litio per i quali la cosiddetta instabilità termica ha luogo a temperature basse di circa 180 °C.
Tra gli ossidi di litio più utilizzati, il litio-ferro-fosfato è il più resistente alle alte temperature, alle quali diventa sensibile solo a circa 220 °C. In paragone, le celle LFP hanno quindi i più grandi margini di sicurezza termica.
HiTHIUM ha aumentato ancora di più la sicurezza intrinseca delle batterie con tecnologia LFP sviluppandone una versione di sua proprietà. Per mezzo del cosiddetto drogaggio del reticolo, il team di HiTHIUM ha ottenuto sia una maggiore capacità che una minore resistenza interna della cella.
Nelle celle vengono utilizzate anche diverse altre tecnologie innovative sviluppate in esclusiva da HiTHIUM. Ad esempio il nuovo collettore di corrente sviluppato da HiTHIUM viene trattato per mezzo di un processo con film sottile, aumentando ancora la sicurezza intrinseca della batteria. Lo speciale rivestimento superficiale riduce l’espansione del materiale durante l’operatività, oltre a migliorare la conduttività del materiale e ridurre la resistenza interna della cella.
Caratteristiche di sicurezza generali delle celle LFP HiTHIUM
I dispositivi di sicurezza generali delle celle assicurano che in caso di condizioni operative eccezionali un dispositivo strutturale o una proprietà del materiale contrastino il malfunzionamento e la cella venga portata in uno stato di sicurezza.
| OSD | Dispositivo di sicurezza in caso di sovraccarico – interrompe l’alimentazione energetica in presenza di un sovraccarico oppure porta in cortocircuito la corrente di carica esternamente. |
| Sfiato | Valvola di sicurezza. Se la pressione interna è troppo alta, quella in eccesso può essere sfogata basandosi su un punto critico predefinito. |
Sicurezza dei sistemi di accumulo a batteria HiTHIUM
Nonostante la sicurezza dei sistemi di accumulo a batteria sia basata principalmente sulle proprietà delle celle utilizzate, è di vitale importanza aumentare la sicurezza dei modelli HiTHIUM con un BMS a tre livelli, oltre ad altri dispositivi di protezione, come la gestione termica e tecnologie di protezione antincendio attiva.
- Il raffreddamento liquido assicura una temperatura operativa controllata anche con il massimo del carico.
- Un sistema di gestione delle batterie (BMS) estremamente sviluppato assicura una gestione operativa ottimale e il monitoraggio di ciascuna cella di batteria individuale. Bilanciando gli stati di carica delle celle individuali in fase operativa, il BMS previene il riscaldamento delle celle con diversi livelli di tensione. In questo modo non ci si limita a rendere più efficiente la carica e la scarica, ma si ottimizza anche lo stato operativo delle celle indipendentemente dal carico.
- La strategia di protezione antincendio ottimizzata consiste in una prevenzione multilivello, oltre che in un monitoraggio completo della sicurezza del sistema. Nei container, questo include rilevatori di fumo e un sistema di estintori antincendio attivo.
Economia, prestazioni e durevolezza
Gli enormi investimenti di HiTHIUM in Ricerca e Sviluppo non si limitano a rendere possibili progressi nella sicurezza, ma migliorano anche le caratteristiche tecniche e le prestazioni, oltre all’economicità dei prodotti. HiTHIUM rimane profondamente focalizzata sulla riduzione dei LCOE (Levelised Cost of Energy), principalmente aumentando la durata di vita in termini di cicli e rallentando in maniera significativa la degradazione.
