مهران قلی پور شهرکی

شبیه سازی انتقال یونهای لیتیم درالکترولیت باترهای لیتیومی با استفاده از روش دینامیک مولکولی هدف اصلی این تحقیق بررسی تاثیر نقص ها، اندازه دانه ها و دما بر هدایت یونی ساختارهای LiCoO2 با استفاده از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی می باشد. ساختار بلوری اولیه با استفاده از نرم افزار متلب ایجاد شده و شبیه سازی ها با استفاده از نرم افزار لمپس انجام شده اند. تمامی شبیه سازی ها با شعاع قطع A° 10 در دو مرحله انجام صورت گرفته اند. درمرحله اول تعداد 100000 گام با فاصله زمانیPS 6- 10در دمای K300 و فشار اتمسفر به منظور متعادل سازی سیستم .و رهایی آن از تنش های داخلی انجام شده است. پس از رسیدن سیستم به تعادل تعداد 1000000 گام شبیه سازی با گام زمانیPS 10-5 انجام شده است و مقادیر میانگین مربع جابجایی (MSD) اتم های مختلف محاسبه شد. طبق رابطه انیشتین با استفاده از شیب نمودارهای MSD مقدار 8- 10× 9/1 برای ضریب پخش لیتیوم به دست آمد که با مشاهدات مربوط به لایه های نازک LiCoO2 تهیه شده به روش RF و PLD سازگاری دارد. نتایج نشان داد که ضریب پخش برای پخش لیتیوم در سیستم های میکرومتری و یا نانومتری خیلی بیشتر از سیستم-های کپه ای می باشد. این امر می تواند ناشی از کوچک بودن انرژی فعال سازی باشد. برای بررسی این موضوع، مقادیر MSD لیتیوم در دماهای مختلف محاسبه شد و با استفاده از نمودار آرنیوس، مقدارev 0142/0 برای انرژی فعال سازی به دست آمدکه نسبت به مقادیر مشاهده شده در حالت کپه ای خیلی کمتر است. همچنین نتایج این محاسبات نشان داد که با افزایش نقص ها ضریب پخش لیتیوم افزایش می یابد.