Introdução técnica:
O módulo GeoDict BatteryDict foi desenvolvido para simular propriedades eletroquímicas e estruturais de eletrodos utilizados em baterias de íons de lítio, sódio e tecnologias avançadas.
Ele permite avaliar a microestrutura tridimensional a partir de dados de µCT ou modelos digitais, analisando porosidade, tortuosidade, condutividade, distribuição de material ativo e comportamento funcional sob diferentes condições de operação. Com modelos numéricos dedicados ao transporte de íons e elétrons, o BatteryDict auxilia no entendimento da relação entre a arquitetura interna do eletrodo e o desempenho eletroquímico real, fornecendo previsões precisas para otimização de formulações, geometrias e processos de fabricação.
O módulo integra ferramentas avançadas para estudar difusão no material ativo, condutividade eletrônica e iônica, caminhos preferenciais de transporte e regiões de concentração ou limitação. Ele permite simular condições operacionais variadas, quantificar resistência interna, avaliar alterações estruturais e comparar diferentes configurações antes da produção física. Essa abordagem reduz dependência de ciclos experimentais, acelera o desenvolvimento de eletrodos e aumenta a previsibilidade em projetos de baterias de alta performance.
Entre seus diferenciais, o BatteryDict se integra a todo o ecossistema GeoDict, permitindo que microestruturas importadas e segmentadas via ImportGeo-Vol, ImportGeo-CAD, GrainFind, GrainGeo ou FiberFind sejam diretamente utilizadas em simulações eletroquímicas. Ele também se conecta a módulos de fluxo, elasticidade e condução, viabilizando estudos multifísicos completos com base na estrutura real do eletrodo. Para pesquisadores, engenheiros e equipes de P D, o BatteryDict é uma ferramenta estratégica para transformar dados µCT em gêmeos digitais funcionais, permitindo otimização de eletrodos com maior rapidez e precisão.
Principais características
- Simulação do transporte de íons e elétrons em eletrodos reais ou modelados
- Cálculo de porosidade, tortuosidade e conectividade de fases
- Avaliação de condutividade eletrônica e iônica em 3D
- Modelagem de resistência interna e comportamento distribuído no eletrodo
- Análise de caminhos preferenciais de difusão e hotspots estruturais
- Suporte a diferentes fases, incluindo material ativo, aglutinante e poros
- Integração direta com ImportGeo-Vol, ImportGeo-CAD, FiberFind, GrainFind e GrainGeo
- Compatibilidade com módulos multipropósito como ConductoDict, FlowDict e ElastoDict
- Preparação de gêmeos digitais eletroquímicos para estudos comparativos de formulações
Aplicações:
- Desenvolvimento e otimização de eletrodos de íons de lítio, NMC, LFP, grafite e novas químicas
- Estudo de transporte iônico, condutividade e limitações estruturais
- Avaliação de desempenho eletroquímico a partir de microestruturas reais obtidas por µCT
- Comparação entre formulações de pasta, processos de coating e compactação
- Previsão do impacto da porosidade e distribuição de fases na resistência interna
- Geração de gêmeos digitais para pesquisa, modelagem e análise de baterias avançadas
- Apoio a P D em indústrias de energia, eletromobilidade e materiais funcionais
- Estudos de degradação estrutural associados ao uso repetitivo do eletrodo
