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Development of Ultrathick Laser Ablation for Ultrathick Electrode Processing

Descrizione del progetto

Batterie agli ioni di litio con progettazioni migliori dei catodi che si rivelano promettenti per i veicoli elettrici

Gli ossidi metallici misti composti da litio, nichel, manganese e cobalto sono una classe di materiali per elettrodi che può essere impiegata nella produzione di batterie agli ioni di litio grazie alla loro elevata stabilità termica. Le batterie agli ioni di litio che contengono questi materiali dispongono di capacità, numeri di cicli e potenza maggiori. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto UltraThick Las si propone di migliorare ulteriormente le prestazioni elettrochimiche delle batterie composte da nichel, manganese e cobalto mediante lo sviluppo di elettrodi ultra spessi. I ricercatori si avvarranno di modelli di profondità di penetrazione e di tecniche di spettroscopia avanzata (spettroscopia di risonanza magnetica nucleare e spettroscopia di ripartizione indotta da laser) al fine di identificare i percorsi di diffusione del litio all’interno degli elettrodi. Le batterie agli ioni di litio con catodi ultra spessi potrebbero trovare un ampio impiego all’interno dei veicoli elettrici.

Obiettivo

"The proposal aims to improve the electrochemical power performance of NMC based generation 3b batteries through the development of ultra-thick electrodes. This will be done through the following objectives:

1.) Increased power performance in ultra-thick-film electrodes through the development of 3D electrode architectures
2.) Correlation of lithium-ion diffusion characteristics with 3D electrode architectures and related electrochemical performances through simple modeling via Penetration Depth Model (PDM)
3.) Establishment of Nuclear Magnetic Resonance (NMR) techniques and Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) as complementary methods for identification of lithium-diffusion pathways in 3D electrodes
4.) Realization of optimized 3D electrode architectures for anodes and cathodes prepared with environmentally friendly water-based slurries.

This will be done through a multi-discipline approach that involves the following techniques and principles: laser based ablation, ablated materials recycling, water based formulation, Nuclear Magnetic Resonance Imaging and Penetration Depth Model. Laser ablation will be used to fabricate 3D microstructures in ultra-thick NMC (nickel-manganese-cobalt oxide) based electrodes to increase the electrode porosity and help attain optimum cell power density of upto 209 Wh/kg at 2C cycling. The optimization of the 3D ablation patterns will be done through the correlating the electrode's power performance with its diffusion coefficient (determined via NMR imaging), electrode parameters and effective porosity via the PDM. Water based slurry formulation and ablated materials recycling will be done in conjunction to decrease production cost and allow laser ablation processing for electrodes closer to ""demonstration pilot level"" (TRL 5-6). Upon success of the project, NMC based generation 3b batteries can be realized for electric vehicle applications and we could reach on of the goals stated in Horizon 2021's Work Program."

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2021-PF-01

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

KARLSRUHER INSTITUT FUER TECHNOLOGIE
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 173 847,36
Indirizzo
KAISERSTRASSE 12
76131 Karlsruhe
Germania

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Regione
Baden-Württemberg Karlsruhe Karlsruhe, Stadtkreis
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

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