Simulação de oscilações de potencial em baterias de íon lítio com modelos multiescala e multifísicos

• Processo: 23/08663-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 18 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 17 de março de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Raphael Nagao de Sousa
• Beneficiário: Eduardo de Oliveira Prates Fantini Parma
• Supervisor: Bai-Xiang Xu
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Technische Universität Darmstadt (TU Darmstadt), Alemanha
• Vinculado à bolsa: 20/12632-5 - Estudo da emergência de oscilações de potencial em baterias de íon lítio por simulação computacional, BP.DD
• Assunto(s): Método dos elementos finitos Eletroquímica Dinâmica química Baterias de íon-lítio Mecânica dos sólidos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Acoplamento multifísico | Baterias de íon lítio | Dinâmica química não-linear | Mecânica de Sólidos | Método de Elementos Finitos | Simulação de campo de fase | Eletroquímica

Resumo

Publicações recentes demonstraram que eletrodos de separação de fases podem induzir oscilações de potencial macroscópicas em baterias de íon lítio. Essas oscilações acontecem quando várias partículas do eletrodo transacionam de fase em conjunto, e a forma que elas sincronizam ainda é pouco entendida. A intercalação individual de cada partícula depende da condição superficial de todas as outras partículas, já que elas estão acopladas pela taxa de intercalação global através da condição galvanostática. Para se simular esse processo com precisão, uma representação fiel de tais superfícies é necessária, e esse pode não ser o caso para o modelo de pseudo segunda ordem (P2D). Nesse projeto, propomos a expansão do modelo P2D, aumentando a dimensionalidade no nível das partículas ativas. Além de uma melhor representação de superfície, o modelo proposto será capaz de capturar propriedades anisotrópicas do material e efeitos mecânicos, quais podem impactar as propriedades das oscilações de potencial. (AU)