Immagina un container BESS installato in un’area industriale, accanto a un capannone dove ogni giorno lavorano decine di persone. Dentro ci sono centinaia di celle che accumulano energia. In condizioni normali tutto fila liscio. Ma cosa succede se una cella inizia a scaldarsi oltre il dovuto? È qui che la sicurezza batterie smette di essere un argomento astratto e diventa una responsabilità concreta per chi progetta, installa e gestisce gli impianti.

In questo articolo rispondiamo a una domanda semplice ma cruciale: quanto è sicura una batteria e cosa la rende tale? La risposta, in sintesi, è che la sicurezza nasce prima di tutto dalla chimica, e solo dopo dall’elettronica.

Il thermal runaway spiegato in modo semplice

Den thermal runaway — in italiano “fuga termica” — è la reazione a catena che tutti vogliono evitare in una batteria. Funziona così: una cella si surriscalda, oltre una certa soglia le reazioni chimiche interne accelerano da sole, il calore aumenta ancora, e il processo si autoalimenta senza più fermarsi.

Pensa a una pentola sul fuoco che, una volta superato un certo punto, continua a scaldarsi anche se togli la fiamma. Nel caso peggiore la cella rilascia gas, prende fuoco e può trascinare con sé le celle vicine. Le cause tipiche sono un difetto interno, un danno meccanico, una ricarica scorretta o una temperatura ambientale troppo elevata.

Il punto chiave è questo: non tutte le chimiche reagiscono allo stesso modo. Alcune iniziano a “scappare” a temperature relativamente basse, altre restano stabili molto più a lungo.

Perché alcune chimiche sono più stabili di altre

Il cuore della questione sta nel catodo, cioè uno dei materiali attivi della cella. Durante il thermal runaway alcuni catodi rilasciano ossigeno: è come versare benzina sul fuoco, perché l’ossigeno alimenta la combustione dall’interno. Altri catodi, con strutture chimiche più solide, tendono a trattenere l’ossigeno e a non alimentare la reazione.

Le chimiche cosiddette polianioniche — una famiglia a cui appartengono anche molte celle al sodio-ione — hanno una struttura cristallina in cui gli atomi di ossigeno sono legati saldamente. Questo si traduce, in generale, in una minore propensione al rilascio di ossigeno e in una temperatura di innesco più alta. Non significa “zero rischi”, ma un margine di sicurezza più ampio.

Le esatte temperature di innesco e i dati comparativi tra famiglie chimiche variano molto in base alla costruzione della cella e vanno sempre verificati sui report del produttore [DA VERIFICARE: temperature di innesco e dati di stabilità termica per catodo].

I tre fattori che determinano la sicurezza batterie

Quando valuti la sicurezza di un accumulo, tre parametri contano più degli altri:

• Temperatura di innesco: la soglia oltre la quale parte la fuga termica. Più è alta, maggiore è il margine prima che si verifichi un problema.
• Rilascio di ossigeno del catodo: quanto la chimica alimenta autonomamente la combustione. Meno ossigeno rilascia, meno intensa è la reazione.
• Propagazione tra celle: la capacità di una cella “in fuga” di contagiare quelle vicine. Una buona progettazione del pacco isola il problema invece di lasciarlo dilagare.

Questi tre fattori insieme raccontano molto più di un singolo numero da scheda tecnica. Una cella con temperatura di innesco alta e basso rilascio di ossigeno parte già con un vantaggio strutturale.

Perché la sicurezza è così critica vicino alle persone

La sicurezza BESS non ha lo stesso peso in ogni contesto. Un conto è un impianto isolato in un campo aperto, un altro è un accumulo installato dove ci sono persone, beni e attività.

Pensa a questi scenari:

• Impianti residenziali, spesso in garage, cantine o locali tecnici a pochi metri dagli spazi abitati.
• Accumuli in capannoni e attività produttive, dove il rischio si somma a quello industriale.
• Container BESS in aree industriali, con decine o centinaia di kWh concentrati in poco spazio.

In tutti questi casi, ridurre il rischio a monte — scegliendo una chimica più stabile — significa proteggere non solo l’investimento, ma anche chi vive e lavora accanto all’impianto. Ecco perché per un progettista o un responsabile sicurezza la scelta della chimica è una decisione strategica, non un dettaglio.

Il ruolo di BMS, progettazione del pacco e certificazioni

La chimica è la prima linea di difesa, ma non lavora da sola. Attorno alla cella ci sono altri livelli di protezione.

Den BMS (Battery Management System) è l’elettronica che sorveglia costantemente tensione, corrente e temperatura di ogni cella. Interviene prima che si superino le soglie critiche, bilanciando la carica e scollegando l’impianto in caso di anomalia. È il “sistema nervoso” della batteria.

La progettazione del pacco conta quanto il BMS: spaziature, materiali isolanti, sistemi di dissipazione del calore e barriere tra le celle servono proprio a contenere un eventuale problema, impedendo la propagazione.

Infine ci sono le certificazioni accumulo, che attestano il superamento di prove standardizzate. Tra le più rilevanti per questo settore ci sono la IEC 62619 e la UL 9540A, quest’ultima specifica per i test di propagazione della fuga termica [DA VERIFICARE: applicabilità e versioni aggiornate delle norme]. Chiedere i report dei test di abuso termico e di propagazione è una buona pratica prima di qualsiasi acquisto.

Perché le chimiche stabili partono avvantaggiate

Mettendo insieme i pezzi, il messaggio è chiaro: puoi aggiungere tutta l’elettronica che vuoi, ma se la chimica di base è più stabile parti da una posizione di vantaggio. Le celle polianioniche e sodio-ione tendono a offrire una maggiore stabilità termica proprio perché la loro struttura è meno incline a rilasciare ossigeno e a innescare reazioni a bassa temperatura.

Per approfondire gli aspetti tecnici della stabilità termica dei materiali catodici, puoi consultare gli studi pubblicati su ScienceDirect: primo studio e secondo studio.

Naturalmente la sicurezza è solo una parte del quadro. Queste stesse celle come si comportano sotto stress di potenza o con il freddo intenso? Lo vedremo in un prossimo approfondimento dedicato alle prestazioni in condizioni estreme.

Sammanfattningsvis

Una batteria non è mai “a rischio zero”, ma ci sono scelte che ne aumentano sensibilmente il margine di sicurezza. Valutare la temperatura di innesco, il comportamento del catodo, la resistenza alla propagazione, insieme a un BMS solido e a certificazioni serie, ti permette di installare accumuli affidabili anche vicino alle persone.

Vuoi progettare impianti di accumulo più sicuri? Scopri i criteri di sicurezza da valutare prima di scegliere una batteria.