Effect of particle size in Li4Ti5O12 (LTO)-LiMn2O4 (LMO) batteries: A numerical simulation study

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dc.creatorRozenblit, Abigail
dc.creatorTorres, Walter Ramon
dc.creatorTesio, Alvaro Yamil
dc.creatorCalvo, Ernesto Julio
dc.date2021-09
dc.date.accessioned2026-03-10T16:02:24Z
dc.date.available2026-03-10T16:02:24Z
dc.descriptionMultiscale numerical simulations based on the porous-electrode theory developed by Newman et al. have been carried out in COMSOL 5.4 environment for different particle sizes (PS) of LiMn2O4 cathode material in Li4Ti5O12 (LTO)-LiMn2O4 (LMO) batteries. The electrolyte used in the simulations was 1.2 M LiPF6 in a 3:7 wt % mixture of ethyl carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC). The model has been validated against experimental data from the literature for half cells (LTO-Li and LMO-Li) and full LTO-LMO cells. A multiple-material model has been adapted to describe an LMO cathode as a material blend with two PS (100 and 1000 nm radii), representing a binary PS distribution (PSD) within the material. The simulation results show that larger populations of small particles at constant cathode material load and constant current density over the electroactive area can effectively allow for larger currents to be applied due to the compensating larger active surface area per unit volume, which decreased the local current density at the LMO crystal interface with the electrolyte. However, higher overpotentials were obtained for cells with higher proportions of small particles, meaning that there is a compromise between electrical work output and C-rate. These findings highlight the importance of microstructure and PS in battery design, particularly in the LTO-LMO system.
dc.descriptionFil: Rozenblit, Abigail. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Química; Argentina
dc.descriptionFil: Torres, Walter Ramon. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy; Argentina
dc.descriptionFil: Tesio, Alvaro Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy; Argentina
dc.descriptionFil: Calvo, Ernesto Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
dc.formatapplication/pdf
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dc.identifierhttp://hdl.handle.net/11336/182171
dc.identifierRozenblit, Abigail; Torres, Walter Ramon; Tesio, Alvaro Yamil; Calvo, Ernesto Julio; Effect of particle size in Li4Ti5O12 (LTO)-LiMn2O4 (LMO) batteries: A numerical simulation study; Springer; Journal of Solid State Electrochemistry (print); 25; 8-9; 9-2021; 2395-2408
dc.identifier1432-8488
dc.identifier1433-0768
dc.identifierCONICET Digital
dc.identifierCONICET
dc.identifier.urihttps://ri.unju.edu.ar/handle/123456789/622
dc.languageeng
dc.publisherSpringer
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://link.springer.com/10.1007/s10008-021-05020-x
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1007/s10008-021-05020-x
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rightshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subjectBINARY
dc.subjectLITHIUM
dc.subjectLMO
dc.subjectLTO
dc.subjectPARTICLE SIZE
dc.subjectSIMULATION
dc.subjecthttps://purl.org/becyt/ford/1.4
dc.subjecthttps://purl.org/becyt/ford/1
dc.titleEffect of particle size in Li4Ti5O12 (LTO)-LiMn2O4 (LMO) batteries: A numerical simulation study
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/article
dc.typeinfo:ar-repo/semantics/artículo
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
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