Novo Modelo Preve Desempenho de Baterias com Precisão Inédita

Engenheiros da NC State University desenvolveram um novo modelo de física clássica, o Chen-Huang Nonequilibrium Phasex Transformation (NExT) Model, que promete revolucionar a compreensão dos processos de não equilíbrio em baterias. Publicado em 10 de julho de 2025 no The Journal of Physical Chemistry C, o modelo aborda os complexos processos de não equilíbrio que afetam o desempenho e a longevidade das baterias, como as de íon-lítio. Estes processos ocorrem durante os ciclos de carga e descarga, desestabilizando o equilíbrio químico, mecânico e físico dos materiais.

O modelo NExT, criado por Hongjiang Chen e seu orientador Hsiao-Ying Shadow Huang, explica como materiais como LiFePO4 e NMC passam por transições de fase sob condições de não equilíbrio. Ele introduz 'fatores de caminho' que influenciam as mudanças de energia durante a inserção e remoção de íons, interagindo com propriedades como o teor de lítio e a tensão mecânica. Simulações validaram a precisão do modelo ao comparar seus resultados com dados experimentais para materiais LFP e NMC em várias taxas de carga/descarga. A compreensão desses processos é fundamental para o desenvolvimento de protocolos de carregamento mais rápidos, sistemas eficazes de gerenciamento térmico e o projeto de materiais de eletrodo mais resistentes. Ao contrário de modelos existentes com precisão preditiva limitada, o NExT representa um avanço significativo que pode ser integrado a ferramentas computacionais para a engenharia de baterias, acelerando a descoberta e otimização de materiais para armazenamento de energia de próxima geração.