Projektbeschreibung
Selbstheilende Batterietechnologie
Batterien spielen in modernen Technologien eine Hauptrolle, da sie den reibungslosen Betrieb von Fahrzeugen und Geräten unterstützen sowie als Energiespeicher zur effizienten Nutzung erneuerbarer Energiequellen dienen. Die Herstellungsprozesse der meisten Batterien sind jedoch umweltschädlich und erfordern erhebliche Mengen an Rohstoffen. Vor diesem Hintergrund widmet sich die Arbeit des EU-finanzierten Projekts PHOENIX der Entwicklung innovativer Batteriezellen mit integrierten Sensoren und Selbstheilungsfunktionen. Diese Fortschritte zielen darauf ab, ihre Lebensdauer und Nachhaltigkeit zu erhöhen. Im Einzelnen soll im Rahmen des Projekts ein Batteriemanagementsystem entwickelt werden, das in der Lage ist, Schäden zu erkennen und Selbstheilungsprozesse einzuleiten. Im Zuge von PHOENIX werden auch die Möglichkeiten des Recyclings erforscht und mögliche Nachrüstungen für die Batterien erkundet. Ziel ist es, die Umweltfreundlichkeit und Effizienz der Batterietechnologie zu verbessern.
Ziel
PHOENIX aims to develop battery cells with integrated sensors (mechanical, enhanced impedance spectroscopy, temperature, gas, reference electrode) and self-healing (SH) functionalities (magnetically activated polymers, thermally activated polymers, metallic organic frameworks coated separator, core-shell NMC composites). Tailor made triggering devices to activate SH mechanisms will be developed, prototyped and demonstrated in Generation 3b and 4a Li Ion batteries. A Battery Management System (BMS), capable of detecting defective operations and of triggering SH functionalities will be developed with in-line communication. The degradation detection and quality, reliability and life (QRL) will be tested through dedicated profiles (fast charging, extreme temperatures, calendar life). The novel batteries’ manufacturing will be studied from a recycling and mass production point of view.
PHOENIX’s objectives:
1. Develop sensors to detect healable degradation mechanisms
2. Develop materials with SH functionalities triggered by external stimulus to eliminate/avoid failure mechanisms in battery cell components
3. Develop triggering devices to activate SH mechanisms
4. Demonstrate proof of concept for coupling sensors and SH agents via BMS
5. Detect critical degradation processes during cell ageing and estimate the QRL over the life span
6. Assess the environmental sustainability and demonstrate the competitive advantage over alternative approaches such as replacement, recycling or second use
7. Adopt an adaptable approach towards battery cells mass production processes which do not hinder the subsequent recycling process and enables an economic evaluation of the developed cells
PHOENIX will collaborate with the BATTERY 2030+ initiative and will contribute to Europe’s competitive and sustainable battery manufacturing industry. PHOENIX consortium is a partnership of 4 RTOs, 1 university, 4 SMEs expert in materials, sensors, modelling, BMS, recycling and battery manufacturing.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologyenvironmental engineeringwaste managementwaste treatment processesrecycling
- natural scienceschemical scienceselectrochemistryelectric batteries
- engineering and technologymaterials engineeringcomposites
- natural scienceschemical sciencespolymer sciences
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensors
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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HORIZON-RIA - HORIZON Research and Innovation ActionsKoordinator
1050 Bruxelles / Brussel
Belgien