Efeito da microestrutura na camada ativa do eletrodo no desempenho de baterias de íons de lítio: modelagem 3D da camada ativa utilizando o MATLAB e COMSOL.

Abstract

Este estudo apresenta o efeito da microestrutura da camada ativa na capacidade energética de baterias de íons de lítio. Para isto, foram modeladas diferentes microestruturas utilizando as ferramentas MATBOX e TauFactor do software MATLAB. Os valores das capacidades energéticas para a bateria, considerando as microestruturas modeladas, foram obtidos utilizando o software COMSOL. Neste contexto, inicialmente foram geradas microestruturas estocásticas variando o parâmetro de alongamento de partícula. A caracterização dessas microestruturas incluiu a análise de propriedades como a área superficial, tortuosidade. As simulações permitiram a avaliação de como a variação desses parâmetros influenciam a capacidade energética da bateria. Os resultados mostraram que a tortuosidade das microestruturas diminui com o aumento do alongamento das partículas ao passo que a área superficial aumenta, o que pode afetar a eficiência da bateria. Este trabalho demonstrou a utilidade das simulações para otimizar o design de eletrodos e melhorar a eficiência das baterias de íons de lítio, fornecendo insights valiosos sem a necessidade de produção física dos eletrodos.