Geração e caracterização de microestruturas para baterias de lítio-íon

Abstract

Este trabalho focou na simulação de microestruturas de eletrodos para baterias de íons de lítio, utilizando a ferramenta MATBOX no MATLAB. A pesquisa abordou a geração e caracterização de microestruturas de cátodos de baterias, com o objetivo de superar os desafios de reprodutibilidade encontrados na produção física de eletrodos. Inicialmente, foram geradas microestruturas estocásticas variando parâmetros como a fração volumétrica e o diâmetro das partículas. A caracterização dessas microestruturas incluiu a análise de propriedades como tamanho e forma das partículas, porosidade, área superficial e tortuosidade. As simulações permitiram a criação de microestruturas com diferentes distribuições de diâmetro e elongação de partículas, e a avaliação de como essas variações influenciam o desempenho da bateria. Os resultados mostraram que a área superficial das microestruturas diminui com o aumento do diâmetro das partículas, o que pode afetar a eficiência da bateria. A análise da tortuosidade revelou complexidades na medição dos caminhos dos poros, indicando a necessidade de estudos adicionais para uma caracterização mais precisa. 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.