Modellierung von Elektroden-Mikrostrukturen

GeoApps: Bimodal Anode und Bimodal Cathode

Bimodal Anode und Bimodal Cathode sind zwei leistungsstarke Lösungen, die das Batteriedesign durch die einfache Erstellung realistischer digitaler Elektrodenmikrostrukturen voranbringen.

Bei der Suche nach dem optimalen Design einer Batterieelektrode ermöglichen unsere GeoApps zur Elektrodengenerierung die Durchführung komplexer Parameterstudien. Die Effizienz der Strukturgestaltung spart viel Zeit und Ressourcen, da Tausende von Prototypen schnell getestet werden können. Die GeoApps bieten die Möglichkeit, eine große Vielfalt an Elektrodenstrukturen in kurzer Zeit zu testen, was mit herkömmlichen Experimenten nicht möglich wäre.

Die 3D-Elektroden bestehen aus bis zu zwei Arten von Feststoffpartikeln, einer Carbon-Binder-Domain (PVDF-Binder und leitfähiger Kohlenstoff) und einem flüssigen Elektrolyten.

Unser Modellierungsprozess beginnt mit der Definition der Größe und Voxelauflösung der zukünftigen Mikrostruktur. Die konstituierenden Materialien können einfach aus der GeoDict Materialdatenbank ausgewählt werden. Die Zusammensetzung der erzeugten Elektroden kann durch Angabe der Korngrößenverteilung der Partikel, des Verhältnisses zwischen den Partikeltypen, des prozentualen Anteils des Binders und der Sollkennzahl der Elektrode angepasst werden.

Labordaten, einschließlich Kornorientierung und Korngrößenverteilung (D1-, D10-, D50-, D90-, D99-Werte), können direkt als Eingangswerte integriert werden. Die Elektrodenerzeugung wird auf der Grundlage der Zielporosität (v%) oder der Flächenbeladung (mAh/cm²) innerhalb vordefinierter Toleranzen und einer maximalen Anzahl von Versuchen optimiert.

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GeoApp Features

Je nach Form der Partikel gibt es für die Elektrodenerzeugung zwei Hauptoptionen: Bimodal Anode oder Bimodal Cathode.

Bimodal Anode

Bimodal Anode erzeugt Strukturen aus ellipsoiden Körnern. Passen Sie die Grundform der Partikel an, indem Sie zwischen Ellipsoiden oder konvexen Polyedern wählen. Kombinieren Sie dies mit der Kornausrichtung und der Größenverteilung, um präzise Formdefinitionen zu erreichen. So entstehen Anodenelektroden mit äußerst realistischen Mikrostrukturen, die sich für Materialien wie Graphit eignen.

Bimodal Cathode

Bimodal Cathode erzeugt Strukturen mit kugelförmigen Partikeln, um realistische Kathoden-Mikrostrukturen, wie z. B. NMC, zu erzeugen.

Für folgende Module ist eine Lizenz notwendig:

Notwendiges Modul GrainGeo

Diese Module und GeoApps werden oft mit GrainGeo und den Electrode-Generation GeoApps kombiniert:

Bildverarbeitung & Bildanalyse            
Charakterisierung & Analyse PoroDict + MatDict MeshGeo        
Modellierung & Design            
Simulation & Vorhersage BatteryDict ConductoDict DiffuDict
GeoApp: Compute Tortuosity
ElastoDict SatuDict  

Welche Module für Sie am besten passen, ist abhängig von der Art Ihrer Anwendung.