[en] Lithium-ion batteries are a widely used type of batteries in the personal electronics and electric mobility sectors due to their convenient characteristics. Developing tools for studying the aging of them helps improving the usage efficiency and extending the battery lifespan, reducing that way the related emissions. This can be achieved through mathematical models that describe the degradation mechanisms that project in a reliable way the different processes that result in its aging. This project develops in a detailed way the pseudo-bidimensional electrochemical model that describes how lithium-ion cells behave and proposes a model constructed around the empirical properties of cell's aging based on the negative electrode degradation. Starting from a MATLAB® code, previously published and validated, that simulates a charge or discharge semicycle by using the finite volumes method for the lithium-ion battery pseudo-bidimensional electrochemical model. In this project, the capability of going through charging and discharging cycles continuously and for variable current density profiles has been implemented in the base code, emulating this way specific charge conditions. In addition, the operating mode of the simulations is suggested, developing the creation of current density profiles, implementing them in the code and the simulation methodology to manage the great memory usage of the simulations. The proposed empirical aging model has as well been implemented through various functions describing the variation of the degradation phenomena that take place through the cycling in the simulation. Lastly, two simulations are run for constant and variable current density, for then analyzing the results.

[es] Las baterías de ion de litio son un tipo de batería ampliamente utilizado en los sectores de la electrónica individual y la movilidad eléctrica, dadas sus convenientes características. Desarrollar herramientas para estudiar el envejecimiento de éstas, permite mejorar su eficiencia de uso y prolongar su vida útil, reduciendo así las emisiones asociadas. Esto se puede lograr a través de modelos matemáticos que describan los mecanismos de degradación, proyectando de manera fiable los diferentes procesos que dan lugar al envejecimiento de éstas. Este proyecto desarrolla de manera detallada el modelo electroquímico pseudo-bidimensional que describe el comportamiento de las celdas de ion litio y propone un modelo fundamentado en las propiedades empíricas de envejecimiento de la celda, basado en la degradación del electrodo negativo. Se parte de un código de MATLAB®, previamente publicado y validado, que simula un semiciclo de carga o descarga haciendo uso del método de volúmenes finitos para el modelo electroquímico pseudo-bidimensional de células de iones de litio. En el presente proyecto se implementa la posibilidad de realizar ciclos de carga y descarga de manera continua y perfiles con densidades de corriente variables en el código base, recreando así las condiciones de una carga específica. También se plantea el modo operativo de las simulaciones, desarrollando la creación de estos perfiles de densidad de corriente variable, la implementación de éstos en el código y los métodos de simulación para gestionar el gran uso de memoria de las simulaciones. También se ha implementado el modelo de envejecimiento empírico propuesto a través de diversas funciones que describen la variación de los fenómenos degradativos a lo largo de los ciclos de simulación. Finalmente, se llevan a cabo dos simulaciones, para densidad de corriente constante y variable, para posteriormente analizar los resultados.