Projektbeschreibung
Prototypentwicklung für sichere Natrium-Festkörperbatterien
Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien basieren auf schwer zu beschaffenden Materialien und können mit Sicherheitsrisiken verbunden sein. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt STREAM strebt an, dieses Problem zu lösen, indem es Natrium-basierte Festkörperbatterien und deren elektrochemische und mechanische Eigenschaften erforscht. Die Forschenden werden die Ausbreitung von Metallen durch den Elektrolyten unter die Lupe nehmen, indem sie optische Operando-Messungen an Zellen mit Planimetrie in einem hochmodernen Design durchführen. Anhand dieser Daten werden sie den optimalen Stapeldruck und die Elektrolytdicke für die Herstellung von Zellen für einen brandneuen Prototyp berechnen und dabei die mögliche Dendritenbildung einschränken. Der Prototyp wird zudem lösungsmittelfrei und problemlos hochskalierbar sein.
Ziel
Na-based all-solid-state batteries (ASSBs) are promising alternatives to solve the intrinsic safety and raw materials availability issues related to current Li-ion technology. Moreover, they theoretically overcome the state-of-the-art performance of available cells, by enabling the use of metallic negative electrode. However, the metal penetration over cycling plagues the performance of ASSBs, leading to dangerous short circuits, which can be mitigated by opportune synthesis conditions of the solid electrolytes, as well as by opportune cell stack pressure. To get insights into Na-based systems, at present under explored, this project, STREAM (Sodium Through Rigid Electrolyte: Advanced Measurements), aims to study the relations between mechanical properties and electrochemical behaviour of a selected class of Na-based solid electrolytes, SEs (hydroborates and derivatives), prepared by cost-effective, solvent-free and upscalable mechanochemical syntheses. The metal propagation through the electrolyte will be studied by operando optical measurements on symmetrical Na|SE|Na cells, with an in-plane geometry, a cutting-edge investigation technique never applied to such class of materials, flanked by post mortem SEM and AFM characterizations. The opportune conditions of preparation and cell manufacturing (stack pressure, electrolyte thickness) preventing or limiting the dendrite formation will be therefore transferred to a complete cell prototype, equipped with high-voltage-operating positive electrodes. By correlating electrochemical signature with mechanism of cell failure driven by metal propagation inside the battery, this study will provide a reliable series of data that can open the gate for implementing AI-driven quality control and safety tests on commercial/prototypes ASSBs.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenElektrochemieelektrische Batterien
- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenanorganische ChemieAlkalimetalle
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Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsKoordinator
07100 Sassari
Italien