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Modeling of diffusion-induced stress in a lithium ion battery using isogeometric analysis

Profesor guíadc.contributor.advisorAtroshchenko, Elena
Autordc.contributor.authorCanales Sepúlveda, Iván Eduardo 
Profesor colaboradordc.contributor.otherMeruane Naranjo, Viviana
Profesor colaboradordc.contributor.otherCalderón Muñoz, Williams
Fecha ingresodc.date.accessioned2019-01-31T19:53:17Z
Fecha disponibledc.date.available2019-01-31T19:53:17Z
Fecha de publicacióndc.date.issued2018
Identificadordc.identifier.urihttp://repositorio.uchile.cl/handle/2250/164013
Nota generaldc.descriptionIngeniero Civil Mecánicoes_ES
Resumendc.description.abstractEl desarrollo de baterías de litio de alta potencia es la piedra de tope para el surgimiento de vehículos eléctricos económicos y autónomos, así como para el almacenamiento de electricidad producida por fuentes renovables intermitentes. El principal desafío es la presencia de niveles de deformación y esfuerzo demasiado altos en las zonas activas de los electrodos, a causa del proceso cíclico de intercalación de litio durante la carga y la descarga, llegando incluso a producirse deformación plástica, nucleación de grietas, y fracturas, limitando la vida útil de las baterías. Modelar el fenómeno de la intercalación de litio es complejo, pues los gradientes químicos inducen campos de esfuerzos y, a su vez, los esfuerzos favorecen o dificultan la difusión química a través de la microestructura. Existen modelos que involucran la cinética molecular y la deformación de la microestructura del electrodo. Otros modelos continuos, más sencillos y más fáciles de implementar, han permitido resolver las ecuaciones diferenciales acopladas que dan cuenta del balance termodinámico del sólido involucrado. La mayoría de los modelos están restringidos a geometrías unidimensionales o muy simples. El objetivo de este trabajo es extender el uso de modelos continuos existentes a dos dimensiones, y resolver numéricamente, mediante el análisis isogeométrico, un sistema de ecuaciones diferenciales y acopladas. Con este procedimiento, se espera caracterizar la distribución de esfuerzos y concentratión en una partícula de electrodo de batería, y obtener los niveles de concentración de esfuerzos alrededor de los vacíos y las discontinuidades.es_ES
Idiomadc.language.isoenes_ES
Publicadordc.publisherUniversidad de Chilees_ES
Tipo de licenciadc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile*
Link a Licenciadc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/*
Palabras clavesdc.subjectCeldas de litioes_ES
Palabras clavesdc.subjectElectrodoses_ES
Palabras clavesdc.subjectAnálisis isogeométricoes_ES
Palabras clavesdc.subjectIsogeometriaes_ES
Títulodc.titleModeling of diffusion-induced stress in a lithium ion battery using isogeometric analysises_ES
Tipo de documentodc.typeTesises_ES
Catalogadoruchile.catalogadorgmmes_ES
Departamentouchile.departamentoDepartamento de Ingeniería Mecánicaes_ES
Facultaduchile.facultadFacultad de Ciencias Físicas y Matemáticases_ES


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