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Modelling plating morphology in lithium-ion batteries for enhanced safety

Description du projet

Ouvrir la voie à un fonctionnement sécurisé des batteries lithium-ion

L’UE a pour objectif la mise en circulation d’au moins 30 millions de véhicules à émissions nulles, principalement alimentés par des batteries lithium-ion, d’ici 2030. Cependant, plusieurs questions scientifiques fondamentales liées à la sécurité de ces batteries doivent être réglées. Des modèles axés sur le contrôle et permettant de prédire les phénomènes internes susceptibles de déclencher un emballement thermique font cruellement défaut à l’heure actuelle. Le projet MoreSafe, financé par l’UE, entend développer une approche globale basée sur la physique qui intégrera une description très précise de l’électrochimie des batteries et du subtil phénomène de placage du lithium qui l’accompagne. La méthode permettra une prédiction et une analyse rapides et précises de l’état de sécurité de la batterie, ainsi qu’une intégration transparente dans un système de gestion garant de la sécurité de la batterie.

Objectif

EU will aim to have at least 30 million zero-emission vehicles by 2030, primarily powered by the current energy storage technology of choice - lithium-ion batteries. Despite remarkable achievements in developing control strategies over recent decades, many fundamental scientic issues underpinning the safety of these batteries remain elusive, due to a lack of control-oriented models for predicting the internal phenomena that can trigger internal short circuits and the consequent thermal runaway. In this proposal, we document a wholistic new physics-based modelling approach, which adequately incorporates a highly accurate description of battery electrochemistry as well as the accompanying subtle lithium plating phenomenon. It will allow reliable prediction of the occurrence of safety accidents subject to battery operational conditions and the seamless integration into a safety-guaranteed battery management system. As an MSCA-PF fellow, Dr. Yicun Huang will receive crucial training at the Chalmers University of Technology and engage in detailed battery modelling works which span the areas of computational materials and electrical engineering. The interplay between the two areas will spark an innovative and productive throughput, including 1) a multiphase electrochemical model under normal battery operations, 2) a high-fidelity materials model for the growth morphology of lithium plating, and 3) control-oriented models for battery safety assessment. The result of this project will include: a ground-breaking multiple-model framework enabling fast and accurate battery safety state prediction and analysis; a new interdisciplinary research product amalgamating materials modelling and control algorithms; outreach and dissemination to crucial target audiences; and a solid foundation for a safety-guaranteed battery management system intended to revolutionise electric vehicles.

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. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Coordinateur

CHALMERS TEKNISKA HOGSKOLA AB
Contribution nette de l'UE
€ 206 887,68
Adresse
-
412 96 Goteborg
Suède

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Région
Södra Sverige Västsverige Västra Götalands län
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée