Projektbeschreibung
Fortgeschrittene nachhaltige Batterietechnologie
Festkörperbatterien sind eine fortgeschrittene Batterietechnologie, bei der feste Elektrolyte anstelle der in herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien verwendeten flüssigen oder Gel-Elektrolyte verwendet werden. Festkörperbatterien weisen eine höhere Energiedichte, verbesserte Sicherheit und längere Lebensdauer auf, was sie ideal für Anwendungen wie Elektrofahrzeuge und Unterhaltungselektronik macht. Die Verwendung von Festkörperelektrolyten mit ungeordneter Struktur – sogenannten glasartigen Elektrolyten – in Festkörperbatterien erfordert jedoch noch eine gewisse Feinabstimmung. Ziel des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierten Projekts MultiBat ist es, Herausforderungen im Zusammenhang mit Sprödbruch und Skalierbarkeit bei der Herstellung glasartiger Elektrolyte anzugehen. Die Forschenden werden Multiskalen- und Multiphysikmodelle einsetzen, um zu verstehen, wie sich glasartige Elektrolyte in verschiedenen Maßstäben verhalten, und um die Materialeigenschaften zu ermitteln. Es wird erwartet, dass die Arbeiten die Sicherheit und Wirksamkeit von Festkörperbatterien verbessern.
Ziel
New energy storage solutions are required for enabling a sustainable society. Solid-state batteries (SSBs) are promising candidates due to their safety and higher energy density compared to conventional batteries. Particularly, the adoption of solid-state electrolytes with a disordered structure, i.e. glassy electrolytes, has garnered attention due to their superior ionic conductivity, interfacial stability, and reduced dendrite formation compared to crystal electrolytes. However, challenges related to brittle fracture, scalable production, and multiscale modeling impede large-scale commercialization of SSBs.
This project aims to establish a multiscale, multiphysics model for glassy electrolytes in SSBs across varying length and time scales. Initially, deep learning force fields for two glassy electrolyte families, namely lithium-aluminum-titanium-phosphate and lithium thiosilicate, will be developed based on training data generated using ab initio molecular dynamics (Work Package 1). Based on this, large-scale molecular dynamics simulations will be used to clarify the lithium diffusion and fracture mechanisms within the glassy electrolytes at the atomic scale (Work Package 2). Lastly, a multiscale, multiphysics model will be constructed by integrating finite element methods with macro atomistic ab initio dynamics simulations to simultaneously account for electrochemical reactions, heat transfer, and mechanical deformation (Work Package 3).
Aalborg University's excellent research environment and the expertise of the fellow applicant (multiphysics modeling) and supervisor (molecular dynamics, glasses) will ensure the achievement of the projects objectives and the broad dissemination of the findings. By advancing theoretical insights into the behavior of glassy electrolytes, the study will contribute to safer and more efficient batteries. The fellow applicant will also emerge from the project with new skills and the ability to lead an independent research group.
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. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenanorganische ChemieAlkalimetalle
- Technik und TechnologieWerkstofftechnik
- NaturwissenschaftenInformatik und InformationswissenschaftenInformatikMultiphysik
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Koordinator
9220 Aalborg
Dänemark