Projektbeschreibung
Bessere Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge
Das EU-finanzierte Projekt SiGNE verfolgt das Ziel, fortschrittliche Lithium-Ionen-Batterien mit einer höheren Energiedichte, optimierter Chemie und schnellerer Ladezeit im Vergleich zu aktuell verwendeten Batterien zu entwickeln. Dabei werden die Forschenden einen bestimmten Anteil Silikon in der Anode verwenden und sie elektrisch mit dem Graphitmaterial verbinden. Nanodrähte werden die günstigen Eigenschaften des Silikons verbessern, indem die Größe der verfügbaren Oberfläche vergrößert wird, die Kontakt mit dem Elektrolyten hat. Es wird auch ein nachhaltiger faserbasierter Separator entwickelt, der als Isolierschicht zwischen der Anode und Kathode eingesetzt wird. Die Forschenden werden die innovative Batterie vorführen und so die Anwendung in Elektrofahrzeugen in die Wege leiten. Sie werden auch Grundsätze der Kreislaufwirtschaft einbeziehen, um eine erneute Benutzung nach Ablauf der Nutzungsdauer der Batterien zu erwägen.
Ziel
SiGNE will deliver an advanced lithium-ion battery (LIB) aimed at the High Capacity Approach targeted in this work programme. Specific objectives are to (1) Develop high energy density, safe and manufacturable Lithium ion battery (2) optimise the full-cell chemistry to achieve beyond state of art performance (3) Demonstrate full-cell fast charging capability (4) Show high full-cell cycling efficiency with >80% retentive capacity (5) Demonstrate high sustainability of this new battery technology and the related cost effectiveness through circular economy considerations and 2nd life battery applications built upon demonstrator and (6) Demonstrate high cost-competitiveness, large-scale manufacturability and EV uptake readiness.
SiGNE will achieve these objectives by incorporation of 30% Si as a composite where it is electrically connected to the Graphite in nanowire form. This will realise a volumetric ED of >1000 Wh/L when pre-lithiated and paired with a Ni-rich NCM cathode optimised to deliver 220 mAh/g. This will be further enabled by a specifically designed electrolyte to maximise the voltage window and enable stable SEI formation. A sustainable fibre based separator with superior safety features s in terms of thermal and mechanical stability will be developed. SiGNE will establish the viability of volume manufacturing with production quantities of battery components manufactured by project end. The battery design and production process will be optimised in a continuous improvement process through full cell testing supported by modelling to optimise electrode and cell designs through manufacture as a prismatic cell and prototype testing at by OEMs. (SOH) monitoring across the entire battery lifecycle will optimise safety 2nd use viability. SIGNE will go significantly beyond SoA with recovery of anode, cathode and electrolyte components. In this circular economy approach recovered materials will be returned to the relevant work package to produce new electrodes.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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HORIZON-RIA - HORIZON Research and Innovation ActionsKoordinator
- Limerick
Irland