Descripción del proyecto
Tecnología avanzada de baterías sostenibles
Las baterías de estado sólido (SSB, por sus siglas en inglés) son un tipo avanzado de tecnología de baterías que utiliza electrolitos sólidos en lugar de los electrolitos líquidos o de gel que se encuentran en las baterías tradicionales de iones de litio. Las SSB tienen una densidad energética mayor y una seguridad y vida útil más prolongadas, lo que las hace ideales para aplicaciones como los vehículos eléctricos y la electrónica de consumo. Sin embargo, el uso de electrolitos en estado sólido con una estructura desordenada, los llamados electrolitos vítreos, en las SSB sigue requiriendo algunos ajustes. Financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, el equipo del proyecto MultiBat pretende abordar los retos asociados a la fractura frágil y la escalabilidad en la producción de electrolitos vítreos. Los investigadores emplearán modelos multiescala y multifísicos para comprender cómo se comportan los electrolitos vítreos a diferentes escalas y desvelar las propiedades de los materiales. Se espera que el trabajo mejore la seguridad y eficacia de las SSB.
Objetivo
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.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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- ingeniería y tecnologíaingeniería de materiales
- ciencias naturalesinformática y ciencias de la informaciónciencias de la computaciónmultifísica
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinador
9220 Aalborg
Dinamarca