Opis projektu
Torowanie przyszłości elektromobilności za pomocą innowacyjnych baterii z elektrolitem stałym
W świecie baterii elektrolit stały ma przewagę nad akumulatorami wykorzystującymi ciecz – w tym nad bateriami litowo-jonowymi. Baterie z elektrolitem stałym są bezpieczniejsze i mają większą gęstość energetyczną, uważa się je więc za baterie nowej generacji. W ramach finansowanego przez UE projektu SOLiD powstanie zrównoważony i opłacalny proces produkcyjny na skalę pilotażową. W projekcie tym wykorzystane zostanie powlekanie na sucho przez wytłaczanie, oparte na metodzie roll-to-roll (R2R); posłuży ono do wymieszania aktywnego materiału katodowego, elektrolitu polimerowego w stanie stałym oraz dodatków przewodzących. Metaliczna anoda litowa będzie wytwarzana metodą pulsacyjnego osadzania laserowego R2R. Celem twórców projektu jest umożliwienie zrównoważonej produkcji zaawansowanych, wysokowydajnych baterii litowo-jonowych generacji 4b (z elektrolitem stałym), a tym samym wsparcie elektromobilności przy zminimalizowanej ilości surowców krytycznych (Co i Li) oraz przy zachowaniu najwyższej wydajności i bezpieczeństwa.
Cel
The SOLiD project will create a sustainable and cost-efficient pilot scale manufacturing process for a high energy density, safe and easily recyclable solid-state Li-metal battery. We will use roll-to-roll (R2R) dry extrusion coating for the blend of cathode active material, solid polymer electrolyte, and conducting additives. R2R slot die coated primers on the cathode current collector will enhance adhesion, performance and corrosion resistance of the cell. The polymer electrolyte layer will be R2R coated, using an optimal design for the slot die head. For the Li metal anode, we will utilize cost-efficient R2R pulsed laser deposition, which enables minimizing the Li thickness down to 5 µm. The Li metal production will be combined with an inline process for interfacial engineering to ensure compatibility with the other layers and stability. The process development will be supported by digitalization methods to go towards zero-defect and cost-efficient manufacturing.
The proposed methods enable sustainable manufacturing of Gen. 4b solid state batteries with minimised amount of critical raw materials (Co and Li), and with superior performance and safety: The protective layers enable the use of NMC811, which reduces the amount of Co into minimum without compromising the lifetime, and PLD process helps to minimize the Li thickness. Dry coating eliminates the use of toxic solvents and energy-consuming drying steps, and the digital quality control will reduce the amount of waste. The thickness of each layer will be minimized to reach energy density above 900 Wh/l. Cost will be reduced by cost-effective production methods and by maximizing the yield. Safety and long cycle life are guaranteed by the solid electrolyte and the protective interlayers. Supported by the life-cycle thinking and stakeholder engagement, the SOLiD project will enable the design for a sustainable solid state battery factory of the future.
Dziedzina nauki
- engineering and technologymechanical engineeringmanufacturing engineering
- natural scienceschemical scienceselectrochemistryelectric batteries
- engineering and technologyenvironmental engineeringmining and mineral processing
- engineering and technologymaterials engineeringcoating and films
- natural sciencesphysical sciencesopticslaser physicspulsed lasers
Słowa kluczowe
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSystem finansowania
HORIZON-RIA - HORIZON Research and Innovation ActionsKoordynator
02150 Espoo
Finlandia