Estudo da emergência de oscilações de potencial em baterias de íon lítio por simulação computacional

Resumo

O impacto das baterias de íon lítio na matriz energética contemporânea é evidente. Ainda assim, a otimização na confecção desses dispositivos ainda é almejada, e seria de grande utilidade em tal busca um entendimento profundo e claro do mecanismo de intercalação nessas baterias. Em 2018, foram reportadas as primeiras oscilações de potencial durante a carga e descarga de baterias de íon lítio, obtidas em uma bateria com um anodo de Li4Ti5O12. Esse resultado recente abre portas para a investigação do mecanismo de litiação nestes sistemas, visto que ainda não se tem uma descrição detalhada da dinâmica química associada a tais oscilações, fato que pode ser estendido ao desconhecimento de fenômenos relevantes nesses dispositivos em geral. Nesse contexto, a modelagem computacional se apresenta como uma ferramenta poderosa para a investigação do mecanismo de intercalação, levando em conta que ela permite o acompanhamento das concentrações de lítio e potenciais elétricos em cada ponto do sistema, informações úteis para a análise dos papeis que os processos de transporte de massa e reações eletroquímicas possuem no processo de litiação. Assim, o projeto propõe a busca por uma descrição numérica das oscilações de potencial fiel aos dados experimentais, seguida da investigação do mecanismo por trás do processo de intercalação, essa última feita com base nos dados de concentração de lítio e potencial elétrico gerados em tais ensaios numéricos. (AU)