Description du projet
Les électrolytes amorphes et leurs interfaces détiennent la clé pour de meilleures batteries au lithium
Les batteries au lithium présentent un grand potentiel d’utilisation en termes de stockage de l’énergie, toutefois, pour parvenir à une généralisation de leur utilisation, des améliorations supplémentaires sont nécessaires en matière de sécurité, de performance, d’efficacité, de coût et de durée de vie. Les électrolytes solides amorphes apparaissent comme une meilleure alternative aux électrolytes cristallins en ce qui concerne leur cinétique, mais les premiers souffrent d’une faible résistance à la rupture qui compromet leurs performances à long terme. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet TOUGH entend élucider le comportement mécanique des interfaces entre les électrolytes solides amorphes et les électrodes. Les travaux se concentreront sur l’optimisation de la structure de l’électrolyte et de l’interface pour obtenir une ténacité élevée, des interfaces stables et une conductivité lithium-ion élevée.
Objectif
Renewable wind and solar energy production and electrification of transport require battery systems to store the electricity until it is needed. Lithium batteries have been very successful, but further improvements are needed in terms of safety, performance, efficiency, cost, and lifetime. The use of solid instead of liquid electrolytes offers a key step forward, but slow kinetics is the Archilles’ heel of solid electrolytes. This problem can be addressed by using amorphous (disordered) instead of crystalline electrolytes, but in turn these suffer from low fracture resistance, compromising long-term performance.
In the proposed project, we will elucidate the mechanical behavior of amorphous solid electrolyte/electrode interfaces. The aim is to optimize the electrolyte composition and structure to simultaneously achieve high toughness, stable interfaces, and high lithium ion conductivity. To this end, we will first understand the structure-conductivity relations in disordered and partially ordered sulfide electrolytes (Task 1). Then the mechanical properties of the individual phases and interfaces will be explored in constructed all solid-state batteries (Task 2). These experiments will be complemented by atomistic simulations to understand the structural changes in the investigated systems during battery operation (Task 3).
The project builds on complementary expertise of the fellow applicant (battery materials) and supervisor (mechanics, amorphous materials). Together with the research and training environment provided by the host organization (Aalborg University, Denmark), this will ensure the achievement of this timely and innovative project as well as the dissemination and exploitation of the expected results. These research outputs will lead to new amorphous materials that can be integrated in future all solid-state batteries. The fellow applicant will emerge from the project with new skills, and the capability to launch his own research group.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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- sciences naturellessciences chimiquesélectrochimiepile électrique
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Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
9220 Aalborg
Danemark