Propiedades de transporte de la interfase electrolito solido (sei) formada en la batería de iones de litio

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dc.contributor.advisorBalbuena, Perla
dc.contributor.advisorRamírez Caballero, Gustavo Emilio
dc.contributor.authorAngarita Villamizar, Ivette Johanna
dc.date.accessioned2024-03-03T22:10:23Z
dc.date.available2015
dc.date.available2024-03-03T22:10:23Z
dc.date.created2015
dc.date.issued2015
dc.description.abstractEste proyecto estudia las propiedades de transporte de la interfase electrolito sólido (SEI) formada en el ánodo de silicio en las baterías de iones de litio. A partir del entendimiento de la SEI sería factible lograr el alargamiento en el ciclo de vida de la batería. Se utilizó la dinámica molecular para calcular, a 298,15 K y 450 K, el coeficiente de difusión del litio, la fracción de volumen libre y la función de distribución radial del dilitio dicarbonato de etileno y dilitio dicarbonato de vinileno, componentes principales de la película SEI. Adicionalmente, al no disponer de datos respecto de la densidad de estos en la literatura especializada, información relevante en el curso de esta investigación, se procedió a su cálculo. La simulación se realizó usando Materials Studio, un software de modelamiento y simulación diseñado para las industrias y desarrollo ingenieril en el campo de la ciencia de materiales. También se usó el paquete de simulación VASP, un programa computacional para el modelamiento de materiales a escala atómica. El uso de estos recursos computacionales fue autorizado por la universidad Texas A&M bajo el convenio que se tiene entre ésta y la Universidad Industrial de Santander en la modalidad de pasantía de investigación. De acuerdo a los resultados obtenidos, el transporte de los átomos pequeños a través de la película SEI es sensible a los cambios en el empaquetamiento y la densidad de las celdas. Asimismo, el transporte de los iones de litio se ve afectado por el tamaño y la distribución del volumen libre de las celdas. Se encontró que estos iones se difunden más rápido en el LiEDC que presenta mayor fracción de volumen libre y mayor temperatura, dado que se disminuye la rigidez de las moléculas y se provee un mayor volumen accesible para su difusión.
dc.description.abstractenglishThis project studies, with the purpose of giving information that has not been able to be obtained through experimentation, the transport properties of the solid electrolyte interfase (SEI) formed in the silicon anode of the Li-ion batteries. The understanding of the SEI can lead to the optimization of the efficiency and longer life cycle of the Li-ion batteries. Molecular dynamics is used to calculate, at 298,15K and 450K, the diffusion coefficient of the lithium, the porosity or the fraction of free volume and the radial distribution function of the reduction products dilithium ethylene dicarbonate and dilithium vinylene dicarbonate, main components of the SEI layer. In addition, the density of these two reduction products has been calculated because there is no report in the literature of this data and are important in the course of this research. Molecular dynamics was performed using Materials Studio, a modeling and simulation software design for the industries and engineering development in the field of materials science. The simulation package VASP was also used. This is a computational program for modeling materials at an atomic scale. The use of these computational resources were authorized by Texas A&M University though a research internship, in agreement between this college and the Universidad Industrial de Santander. According to the MD simulation results, the transport of small atoms through the SEI layer is sensible to the packing changes and the density of the cells. According to this, the lithium ion transport is affected by the size and the distribution of the free volume of the cells. It was found that this ions diffuse faster in the LiEDC that present a bigger free volume and a higher temperature, reducing the rigidity of the molecules, so a mayor accessible free volume is provided for the lithium diffusion.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Químico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/33015
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectDinámica Molecular
dc.subjectVasp
dc.subjectBatería De Iones De Litio
dc.subjectSei
dc.subjectLiedc
dc.subjectLivdc
dc.subjectMsd
dc.subjectRdf
dc.subjectFvl.
dc.subject.keywordMolecular Dynamics
dc.subject.keywordVasp
dc.subject.keywordLi-Ion Batteries
dc.subject.keywordSei
dc.subject.keywordLiedc
dc.subject.keywordLivdc
dc.subject.keywordMsd
dc.subject.keywordRdf
dc.subject.keywordFfv.
dc.titlePropiedades de transporte de la interfase electrolito solido (sei) formada en la batería de iones de litio
dc.title.englishTransport properties of the solid electrolyte interphase (sei) formed in li-ion batteries.
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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