Modellazione di batterie agli ioni di Litio = modeling of lithium-ion battery

La modellazione applicata alla batteria agli ioni di Litio ha come scopo l'approfondimento delle conoscenze fenomenologiche dei processi elettrochimici che avvengono all'interno del dispositivo. In particolare si vogliono indagare: le cinetiche di intercalazione e deintercalzione di Litio negli elettrodi durante i processi di scarica e carica, il trasferimento degli ioni di litio da un elettrodo all'altro attraverso l'elettrolità, la formazione di strati di passivazione nell'anodo che causano nel tempo perditè di capacità. Questa indagine avviene su delle geometria opportunamente costruite in modo da simulare la microstruttura interna di un elettrodo, cercando di evidenziare l'impatto della porosità e della tortuosità sui fenomeni precedentementi descritti. L'analisi è stata possibile grazie all'utilizzo di softaware di simulazione fluidodinamica computazionale (CFD) , quali ANSYS fluent e l'utilizzo di algoritmi open Source agli elementi discreti, quali Yade. il primo ha permesso lo studio fluidodinamico mediante l'approccio numerico, il secondo è stato utile per la realizzazione delle geometrie. Quindi è stato possibile creare una collezione di dati che ci permettesse di: visualizzare le distribuzioni di Litio negli elettrodi durante un processo di scarica e carica ed evidenziare l'effetto delle velocità di scarica, carica e della microstruttura sulla distribuzione di Litio negli elettrodi. Lo scopo ultimo è vedere come la distribuzione di Litio influisce sulla formazione degli strati di passivazione.