Perché la batteria di un VE prende fuoco e come i sistemi lo impediscono?

Tecnologia delle batterie
Autore: Deniz Erkan
Creazione: 18 Ottobre 2026

Il thermal runaway è una reazione chimica a catena autoalimentata che parte da una cella e infiamma le celle vicine; le batterie moderne interrompono questa catena con barriere e il BMS.

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La batteria dei veicoli elettrici prende fuoco a causa del thermal runaway, una reazione chimica a catena autosufficiente che si verifica quando la generazione di calore nelle celle agli ioni di litio supera la dissipazione termica; i moderni pacchi batteria cercano di prevenirlo con misure stratificate come la chimica dei separatori, additivi elettrolitici ritardanti di fiamma, barriere termiche tra le celle, canali di sfiato controllati e monitoraggio tramite BMS. Di seguito analizziamo passo per passo questo meccanismo e la linea di difesa dei costruttori strato per strato.

Punti Salienti

Il thermal runaway può portare la temperatura di una cella oltre i 600°C ; il processo si conclude con l'accensione in pochi minuti.
Senza barriere, la propagazione da cella a cella può avvenire in meno di 60 secondi .
Le celle NMC diventano instabili nell'intervallo 150-210°C, mentre le LFP restano stabili fino a 230-300°C.
Con canali di sfiato e barriere resistenti al fuoco, i pacchi NTP (No Thermal Propagation) mirano a spegnere il guasto di una singola cella prima che si propaghi al pacco.
Statisticamente gli incendi delle batterie sono più rari degli incendi dei veicoli a benzina, ma quando si verificano sono molto più difficili da gestire.

Cos'è Esattamente il Thermal Runaway e Come Inizia?

Il thermal runaway, in italiano fuga termica, è una sequenza di reazioni che inizia nel momento in cui la generazione di calore in una cella agli ioni di litio supera la dissipazione termica e si autoaccelera attraverso un ciclo di feedback positivo. La catena logica è semplice: man mano che la temperatura aumenta, le reazioni chimiche esotermiche accelerano, le reazioni accelerate generano più calore e più calore accelera ulteriormente le reazioni. Una volta instauratosi il ciclo, la temperatura della cella può superare i 600°C e il processo può concludersi in pochi minuti con un incendio o un'esplosione.

Il punto critico è che non si tratta di un singolo evento ma di una sequenza graduale. L'ordine procede più o meno così: prima arrivano il guasto interno e l'aumento di calore; poi il separatore polimerico, ovvero il separator, si degrada causando un cortocircuito interno. Il cortocircuito moltiplica il calore, l'elettrolita si decompone e produce gas; la pressione interna della cella sale. Alle temperature più elevate il materiale del catodo inizia a rilasciare il proprio ossigeno. È proprio questo ultimo passaggio a spiegare perché l'incendio è così difficile da spegnere: la batteria produce al suo interno sia il combustibile sia l'ossigeno.

I Fattori Scatenanti: Le Vie Verso il Cortocircuito Interno

Nella classificazione accademica il thermal runaway viene tipicamente innescato da un cortocircuito interno causato da abuso meccanico, elettrico o termico. Il carattere comune è che, qualunque sia lo scenario di abuso, alla fine l'anodo e il catodo entrano in contatto all'interno della cella. I principali fattori scatenanti:

Danno meccanico: Schiacciamento, perforazione, caduta o collisione; una corrente non controllata genera un calore intenso.
Sovraccarica: Il superamento dei limiti di tensione di progetto destabilizza i materiali interni; un equipaggiamento di ricarica difettoso o di scarsa qualità può aggirare la protezione del BMS.
Difetti di produzione: Particelle metalliche microscopiche, difetti del separatore o contaminazioni possono trasformarsi in un cortocircuito interno dopo mesi, persino anni.
Calore eccessivo: Elevata temperatura ambientale, un incendio nelle vicinanze o un raffreddamento insufficiente.

Un dettaglio è importante dal punto di vista ingegneristico: nelle celle invecchiate, con SOH basso, il calore generato da un micro corto circuito interno può raggiungere livelli sufficienti ad avviare da solo il thermal runaway. Cioè il rischio non si manifesta solo in caso di incidente, ma anche negli anni avanzati della vita della cella.

Reazione a catena: da una cella all'intero pacco

Un pacco EV moderno contiene centinaia, persino migliaia di celle, ed è qui che inizia la vera minaccia. La probabilità di thermal runaway aumenta con il numero di celle; l'infiammarsi di una cella non è ancora una catastrofe, la vera catastrofe è il passaggio del calore alle celle adiacenti. Se non ci sono barriere termiche e la ventilazione è insufficiente, questa propagazione da cella a cella può completarsi in meno di 60 secondi.

Anche sul fronte dell'estinzione lo scenario è diverso. Il processo rilascia decine di gas, molti dei quali tossici: acidi come HF, HCl e HCN; CO, NH₃, SO₂, carbonati e formaldeide. Poiché le concentrazioni di HF e CO iniziano a salire anche prima che inizi il runaway, il monitoraggio di questi gas può fornire un allarme precoce. Il raffreddamento, cioè grandi quantità di acqua, è l'obiettivo primario dell'intervento; anche dopo lo spegnimento, il rischio di riaccensione ritardata persiste a causa del calore residuo rimasto nelle celle ed è necessaria un'osservazione prolungata.

Sicurezza sul versante dei materiali: chimica del separatore e dell'elettrolita

I separatori polimerici infiammabili e gli elettroliti liquidi vengono identificati come causa alla base dei pericoli di sicurezza degli ioni di litio. Per questo la prima linea di difesa si costruisce all'interno della cella, nella chimica dei materiali. L'obiettivo sul fronte dei separatori sono strati pellicolari che mantengono la loro struttura se esposti al calore o si chiudono in modo controllato: i separatori ritardanti di fiamma sono uno dei componenti più critici per prevenire o limitare fin dall'inizio il thermal runaway. Esiste anche un equilibrio importante: nei separatori intelligenti le prestazioni elettrochimiche in normali condizioni operative non vengono influenzate dallo strato ritardante di fiamma.

Sul fronte dell'elettrolita, gli additivi a base di fosforo, i composti fluorurati e i liquidi ionici costituiscono le principali classi di additivi ritardanti di fiamma. Questi additivi riducono il rilascio di calore dell'elettrolita e aumentano la temperatura di primo rilascio di calore; esempi di elettrodi negativi funzionati con elettroliti contenenti ritardanti di fiamma hanno mostrato una minore produzione di calore e una temperatura di inizio decomposizione più elevata. Nello scenario di sovraccarica, l'uso di γ-butirrolattone (γ-BL) riduce in modo significativo il rischio di esplosione. Esistono però anche dei limiti: poiché nell'elettrolita liquido il rischio di perdita persiste nonostante l'additivo, i ricercatori si stanno orientando verso alternative come gli elettroliti solidi.

Scelta della chimica delle celle: NMC o LFP?

Prima della progettazione del pacco, la decisione di sicurezza più importante riguarda la chimica stessa della cella. L'NMC offre alta capacità e potenza ma compromette la stabilità termica ad alta temperatura; l'LFP è più sicuro, più economico e generalmente più durevole.

Caratteristica	NMC	LFP
Inizio del thermal runaway	150–210°C (in alcune misurazioni intorno a 160°C)	270–300°C (in alcune misurazioni stabile fino a 230°C)
Stabilità termica	Meno stabile, più incline al runaway	Stabilità termica superiore
Produzione di gas dopo il runaway	Di più	Più basso
Capacità e potenza	Più alto	Più basso
Punto debole noto	Temperatura di combustione più alta	Propensione allo squilibrio delle celle

La differenza di temperatura iniziale tra diverse misurazioni non è una contraddizione, ma una differenza di metodo di misurazione e di formato delle celle; entrambi i set di numeri indicano lo stesso risultato: l'NMC entra in runaway prima e a temperatura più alta, mentre l'LFP lo sperimenta molto più tardi.

Architettura del pacco: barriere, canali di sfiato e NTP

Isı yayılmasını bastıran aerogel bariyerler ve kontrollü tahliye kanalları, pil paketinde bir hücrenin yanmasını bütün araca dönüştürmeyi engelliyor.

Qualunque sia la chimica delle celle, la seconda linea di difesa del produttore è l'architettura fisica del pacco. L'obiettivo è impedire che il guasto di una singola cella si propaghi all'intero pacco, e questo approccio è chiamato NTP, ossia No Thermal Propagation. Si combinano tre componenti: barriere resistenti al fuoco, valvole di sfiato e un BMS intelligente che monitora ogni cella.

Barriere termiche tra le celle

Le barriere termiche e gli strati isolanti interrompono fisicamente la diffusione del calore quando una cella entra in runaway. Una rassegna del 2026 mostra che le barriere termiche sopprimono in modo significativo la diffusione del gas caldo e delle fiamme provenienti dalla cella. In pratica, tra le celle vengono inserite coperte in aerogel e rivestimenti intumescenti, cioè che si espandono con il calore; i materiali barrier a di formato ultra sottile possono garantire protezione sia termica che meccanica per tutta la vita del veicolo.

Canali di sfiato ed espulsione

Se il gas si accumula, un'esplosione è inevitabile; per questo lo sfiato controllato è fondamentale. Il design dei canali di sfiato con collettore dirige i gas caldi verso l'esterno del pacco, e i canali devono essere progettati appositamente per non ostruirsi con materiale solido. CATL ha offerto un esempio commerciale di questo approccio con canali di scarico integrati nel pacco e barriere che fermano la propagazione delle fiamme in caso di anomalia termica. La logica è chiara: se non puoi prevenire completamente il runaway, lo intrappoli in una singola cella.

BMS e monitoraggio: intercettare il runaway prima che si sviluppi

Il sistema di gestione della batteria, il BMS, monitora costantemente temperatura, tensione, corrente e lo stato generale di salute della batteria; rileva le condizioni anomale prima che si sviluppi il runaway termico e intraprende azioni correttive. Al 2026, il segreto dei pacchi più sicuri è che il BMS veda e interpreti correttamente i segnali giusti: le anomalie di tensione, le differenze di temperatura tra le celle e i dati sulle emissioni di gas vengono valutati insieme.

Lo strato di monitoraggio si sta rapidamente espandendo. I sensori di emissione di gas e il rilevamento di anomalie termiche vengono sempre più integrati nelle grandi installazioni di batterie; a febbraio 2026 è stato pubblicato un white paper tecnico dedicato ai sistemi di monitoraggio termico basati su infrarossi e ai sistemi di allerta precoce. Anche i numeri mostrano l'importanza che il settore attribuisce a questo campo: si prevede che il mercato dei sistemi di gestione termica delle batterie EV, che nel 2025 era a 7,0 miliardi di dollari per il 2026 sarà a 9,2 miliardi di dollari e entro il 2033 si prevede che raggiunga 75,1 miliardi di dollari . Anche sul fronte normativo la NHTSA coordina ricerche e attività nell'ambito di una Battery Safety Initiative per la sicurezza delle batterie EV.

Le batterie allo stato solido elimineranno il rischio in futuro?

I design a stato solido trasportano gli ioni con materiali solidi invece dell'elettrolita liquido. Poiché gli elettroliti solidi generalmente non sono infiammabili, si ritiene che possano ridurre significativamente la probabilità di thermal runaway; inoltre offrono anche un potenziale di maggiore densità energetica e ricarica più rapida. Tuttavia il quadro non è ancora definitivo: la diffusione commerciale rimane limitata e occorre superare serie sfide ingegneristiche. In sintesi, lo stato solido è la promessa futura più forte sul versante della chimica dei materiali, ma i pacchi di oggi si affidano ancora a un'architettura di difesa a strati.

Gli incendi delle batterie dei veicoli elettrici sono più frequenti di quelli delle auto a benzina?

Una risposta equilibrata alla domanda: no, statisticamente sono più rari; ma più difficili. Per ogni 100.000 vendite si registrano circa 25 incendi nei veicoli completamente elettrici, mentre questa percentuale nelle auto a benzina è di circa 1.530 un'analisi basata sull'esame di quattro studi distinti conferma che le auto a benzina sono più soggette a incendi rispetto a quelle elettriche. Si segnala che persino i veicoli ibridi vanno a fuoco più spesso dei veicoli elettrici.

È un altro dato di fatto che questa cifra non debba essere letta da sola. Il metodo di confronto, la distribuzione dei tipi di veicolo e la definizione di incendio sono oggetto di dibattito; esistono anche critiche secondo cui i grafici popolari possono essere fuorvianti. Inoltre, la rarità degli incendi dei veicoli elettrici non li rende più semplici: a causa del thermal runaway sono particolarmente difficili da gestire, lo spegnimento può richiedere ore e, per il rischio di riaccensione, è necessario un monitoraggio prolungato. Il riassunto corretto è questo: i veicoli elettrici si incendiano meno, ma quando prendono fuoco l'evento richiede una disciplina di intervento diversa e peculiare rispetto a quella di un incendio di un'auto a benzina.

Da una prospettiva ingegneristica il quadro è incoraggiante: il thermal runaway non è del tutto eliminato, ma è stato trasformato in un evento gestibile grazie a una difesa a più livelli - chimica delle celle selezionata, materiali ritardanti di fiamma, barriere fisiche, sfiato controllato e allarme precoce basato su sensori. L'azzeramento del rischio dipende dalla scalabilità di nuove chimiche come lo stato solido.