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Modeling of diffusion-induced stress in a lithium ion battery using isogeometric analysis
Profesor guía | dc.contributor.advisor | Atroshchenko, Elena | |
Autor | dc.contributor.author | Canales Sepúlveda, Iván Eduardo | |
Profesor colaborador | dc.contributor.other | Meruane Naranjo, Viviana | |
Profesor colaborador | dc.contributor.other | Calderón Muñoz, Williams | |
Fecha ingreso | dc.date.accessioned | 2019-01-31T19:53:17Z | |
Fecha disponible | dc.date.available | 2019-01-31T19:53:17Z | |
Fecha de publicación | dc.date.issued | 2018 | |
Identificador | dc.identifier.uri | http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/164013 | |
Nota general | dc.description | Ingeniero Civil Mecánico | es_ES |
Resumen | dc.description.abstract | El 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 |
Idioma | dc.language.iso | en | es_ES |
Publicador | dc.publisher | Universidad de Chile | es_ES |
Tipo de licencia | dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile | * |
Link a Licencia | dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ | * |
Palabras claves | dc.subject | Celdas de litio | es_ES |
Palabras claves | dc.subject | Electrodos | es_ES |
Palabras claves | dc.subject | Análisis isogeométrico | es_ES |
Palabras claves | dc.subject | Isogeometria | es_ES |
Título | dc.title | Modeling of diffusion-induced stress in a lithium ion battery using isogeometric analysis | es_ES |
Tipo de documento | dc.type | Tesis | es_ES |
Catalogador | uchile.catalogador | gmm | es_ES |
Departamento | uchile.departamento | Departamento de Ingeniería Mecánica | es_ES |
Facultad | uchile.facultad | Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas | es_ES |
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