Modellazione degli effetti della morfologia della grafite sui processi di scarica di batterie a ioni litio = Modeling the effects of graphite morphology on the discharge processes of lithium-ion batteries.

Nella tesi viene proposta un'indagine approfondita sulla modellazione degli elettrodi di batterie agli ioni litio, con particolare attenzione all'impatto della modellazione geometrica della grafite. Lo studio coinvolge un'analisi comparativa delle curve di scarica simulate utilizzando diverse rappresentazioni geometriche della grafite, tra cui ellissoidi polidispersi, sfere monodisperse e sfere polidisperse. L'obiettivo è individuare la geometria più accurata nel modellare i complessi processi elettrochimici all'interno delle batterie agli ioni di litio. La ricerca inizia con una breve introduzione sulle batterie a ioni litio; successivamente, vengono analizzate le equazioni che governano la fisica del sistema. Di seguito viene discussa la caratterizzazione delle geometrie precedentemente menzionate e dei parametri fisici ed elettrochimici rilevanti. Un ampio spazio è stato poi dedicato all'analisi del set-up ottimale per le simulazioni effettuate. Nella sezione dei risultati verranno confrontate, per le diverse geometrie, le curve di scarica ottenute a parità di C-rate. Similmente, a parità di geometria, verranno confrontate le curve di scarica a C-rate variabili. Lo stesso confronto verrà effettuato anche tramite l'ausilio di contour plot che mostrano la variazione della concentrazione di litio nella grafite a vari SOC. Infine verrà discusso il confronto tra le curve simulate a C/10 e una curva sperimentale allo stesso C-rate ottenuta tramite ciclazione galvanostatica col fine di determinare quale geometria sia più accurata per la modellazione del sistema.