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Posted on March 04, 2026
Difetti minimi nelle saldature delle celle della batteria possono effettivamente trasformarsi in problemi gravi in caso di eventi di runaway termico. Secondo una ricerca pubblicata lo scorso anno dall’Istituto Fraunhofer, circa tre quarti dei casi di surriscaldamento delle batterie hanno origine da queste microfessure nelle saldature, la cui larghezza è inferiore a 50 micrometri. Si tratta di dimensioni così ridotte da non essere rilevabili durante ispezioni visive ordinarie, ma sufficientemente ampie da consentire la fuoriuscita di aria ed elettroliti. Ciò che accade successivamente è piuttosto preoccupante: tali microfessure permettono la fuoriuscita sia di liquidi sia di gas, accelerando le reazioni chimiche pericolose all’interno della batteria. Quando la temperatura raggiunge valori elevati (oltre 150 gradi Celsius), queste zone danneggiate diventano di fatto vere e proprie vie preferenziali per la propagazione del calore tra le celle, facendo diffondere gli incendi molto più rapidamente rispetto a quanto avverrebbe con saldature corrette. A causa di questo rischio, di recente le normative sono state modificate: ai produttori di batterie non viene più semplicemente raccomandato di ispezionare tali saldature al microscopio, bensì è ora obbligatorio farlo nell’ambito dei protocolli fondamentali di sicurezza.
L’integrità del cordone di saldatura è il fattore determinante che collega l'affidabilità individuale delle celle alla capacità di assorbimento degli urti dell’intero pacco batterico. I moduli con cordoni di saldatura ottimizzati sopportano un deformazione meccanica del 40% superiore prima di andare in cortocircuito in caso di impatto. Questa resilienza sistemica deriva da tre funzioni interdipendenti:
L'aggiornamento del 2023 del GTR UN 20 formalizza questa comprensione a livello di sistema richiedendo processi di saldatura a sovrapposizione convalidati—sostenuti dal controllo statistico di processo (SPC) e dalla metrologia in linea—che garantiscono coerenza nelle prestazioni meccaniche dall’assemblaggio della singola cella fino a quello del pacco batterico. I produttori che raggiungono un’integrità della saldatura a sovrapposizione ≥99,7% riducono del 64% i tassi di guasto del pacco nelle simulazioni di impatto conformi allo standard SAE J211.
Le norme relative alla sicurezza delle batterie per veicoli elettrici (EV) sono cambiate in modo piuttosto radicale negli ultimi anni, passando da un semplice controllo dei prodotti finiti a una garanzia che la sicurezza sia integrata in ogni fase del processo produttivo. Quando la norma UL 2580 era predominante, le aziende effettuavano essenzialmente test su campioni casuali dopo la produzione, ma questo approccio non riusciva a rilevare difetti minimi che potevano comunque raggiungere il cliente. Poi è arrivata la norma SAE J2929, che ha davvero rivoluzionato il settore richiedendo ai produttori di monitorare in tempo reale i processi di saldatura — registrando i livelli di corrente, le fluttuazioni di tensione, i punti di pressione e la velocità con cui gli operatori muovono gli strumenti sui materiali. Ciò ha gettato le basi per l’importante aggiornamento della norma UN GTR 20 nel 2023. Oggi le fabbriche devono tenere registrazioni dettagliate in automatico, utilizzare metodi di controllo statistico dei processi e impiegare sistemi di misurazione avanzati in grado di individuare problemi a livello di micron mentre la produzione è in corso. Questi nuovi standard interesseranno circa l’85% di tutta la produzione mondiale di batterie entro metà decennio e riflettono quanto oggi è universalmente riconosciuto nel settore: per ottenere batterie sicure, la qualità deve essere integrata direttamente nel processo produttivo stesso, anziché fare affidamento su ispezioni successive.
Oggi i controlli non distruttivi non sono più semplicemente una caratteristica ausiliaria: sono ormai esplicitamente previsti nei requisiti operativi. Si pensi, ad esempio, all’emendamento 7.2 della norma UN 38.3, che entrerà in vigore l’anno prossimo. Questo regolamento stabilisce che i produttori devono eseguire, su ogni decimo saldatura, test ultrasonici o a correnti parassite lungo l’intera linea di produzione sia delle celle prismatiche sia di quelle a sacchetto. La buona notizia? Tali test generano solide serie di dati validati, mantenendo inalterata la velocità di produzione. Allo stesso tempo, la nuova norma IEC 62660-3 del 2024 amplia l’ambito dei parametri da monitorare: le aziende devono ora rilevare in tempo reale la resistenza elettrica di tutte le saldature longitudinali critiche. Perché questo è importante? Perché le variazioni di resistenza forniscono indicazioni preziose sull’efficacia della legatura tra le superfici. Una legatura migliore si traduce in minori difetti nascosti, riducendo così il rischio di surriscaldamento pericoloso in fase successiva. Per garantire la conformità, gli stabilimenti devono dotarsi di attrezzature NDT in linea in grado di rilevare difetti inferiori a 50 micrometri. A ciò si aggiunge anche tutta la documentazione correlata.
Questi requisiti riducono i rischi latenti di difetti correlati alle giunzioni del 63%, secondo le analisi effettuate nel 2023 su 12 fornitori di primo livello — trasformando il controllo qualità da un’assicurazione basata su campionamento a un controllo deterministico, ancorato ai dati.
Per soddisfare gli attuali standard di sicurezza delle batterie per veicoli elettrici (EV), i produttori devono fare molto di più che apportare semplici miglioramenti. Devono infatti riconsiderare completamente il proprio approccio all’assicurazione della qualità lungo l’intero processo produttivo. Le ispezioni visive tradizionali non sono più sufficientemente affidabili. Un tempo, queste verifiche erano ampiamente utilizzate, ma oggi sappiamo che rappresentano un’area critica significativa. L’occhio umano, infatti, non è in grado di percepire dettagli inferiori a circa 100 micrometri: ciò significa che gli ispettori non riescono a individuare difetti microscopici di dimensioni pari o inferiori a 50 micrometri. Proprio questi difetti microscopici risultano essere la causa scatenante di quei pericolosi fenomeni di runaway termico nelle batterie.
I numeri ci dicono qualcosa di piuttosto chiaro: quando le aziende si affidano esclusivamente a controlli manuali sui giunti, c’è circa il 78% di probabilità che non rilevino problemi. Una ricerca pubblicata lo scorso anno dalla Electrochemical Society ha evidenziato anche alcuni seri inconvenienti. Il loro studio ha dimostrato che, se piccole lacune nei giunti passano inosservate, la probabilità che le batterie vengano attraversate da un cortocircuito aumenta del 60% rispetto a quelle sottoposte a ispezione automatizzata con metodi di prova non distruttiva. Normative come la UN GTR 20, gli standard IEC 62660-3 e gli aggiornamenti alla UN 38.3 indicano tutte oggi la stessa direzione. In sostanza, richiedono ai produttori di esaminare i difetti al microscopio prima di immettere i prodotti sul mercato. Dobbiamo ammetterlo: l’ispezione manuale non è più sufficiente. Risulta nettamente inferiore a quanto ora richiesto dai regolatori per garantire la sicurezza delle batterie agli ioni di litio in ogni ambito.
Per raggiungere e mantenere la conformità, i produttori devono implementare queste cinque misure fondamentali:
L'adozione proattiva riduce l'esposizione ai richiami del 40% e accelera i tempi di certificazione in base alle modifiche del 2025 alla norma IEC 62660-3. I fornitori di primo livello segnalano un’accelerazione del 30% nel superamento delle verifiche ispettive quando combinano questi passaggi con il rilevamento automatico di anomalie basato sull’intelligenza artificiale, addestrato sui modelli storici di guasti nelle saldature.
L’integrità delle saldature è essenziale perché anche piccoli difetti nelle saldature possono causare perdite e reazioni chimiche pericolose, aumentando il rischio di runaway termico e incendi nelle batterie EV.
Le normative sulla sicurezza sono passate dall’ispezione dei prodotti finiti all’integrazione di controlli qualità in ciascuna fase del processo produttivo, con particolare enfasi sul monitoraggio in tempo reale e sul controllo statistico dei processi.
Il CND comprende tecniche come la prova ultrasonica per garantire la qualità delle saldature senza alterare il materiale, contribuendo a individuare potenziali difetti nelle saldature durante la produzione.
L'ispezione visiva spesso non rileva difetti microscopici nei giunti che potrebbero causare un runaway termico nelle batterie, evidenziando la necessità di metodi di prova avanzati.
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