Description du projet
Prototypage de batteries sûres au sodium à l’état solide
Les batteries lithium-ion traditionnelles reposent sur des matériaux difficiles à obtenir et peuvent présenter des risques pour la sécurité. Grâce au financement du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet STREAM entend apporter une solution à ce problème en étudiant les batteries au sodium à l’état solide et leurs propriétés électrochimiques et mécaniques. Les chercheurs examineront la propagation des métaux dans l’électrolyte en effectuant des mesures optiques implémentées operando sur des cellules présentant une géométrie planaire dans une conception de pointe. Sur la base de ces données, ils calculeront la pression d’empilement optimale et l’épaisseur de l’électrolyte pour fabriquer les cellules destinées à un tout nouveau prototype, en limitant la formation potentielle de dendrites. Par ailleurs, le prototype ne contiendra pas la moindre trace de solvants et sera facilement évolutif.
Objectif
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.
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
- sciences naturellessciences chimiqueschimie inorganiquemétal alcalin
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Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régime de financement
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
07100 Sassari
Italie