Description du projet
Des batteries au lithium-soufre plus sûres et plus performantes fonctionnant à température ambiante
Les électrolytes polymères sont confrontés à des défis importants en raison de leur faible conductivité ionique et de leur incapacité à empêcher l’effet de navette et la croissance des dendrites de lithium. Ces problèmes ont contraint la plupart des batteries solides au lithium-soufre (SSLSB pour «solid-state lithium-sulfur batteries») à fonctionner à des températures supérieures à la température ambiante. En outre, contrairement à la densité énergétique, la sécurité incendie n’a reçu que peu d’attention. Financé dans le cadre du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet SAFE-BIOBATT vise à développer des SSLSB à haute densité énergétique et résistantes au feu, et à étudier leurs mécanismes électrochimiques. En réticulant un biopolymère prometteur avec de la β-cyclodextrine fonctionnalisée, les chercheurs créeront des électrolytes à base de polymères qui améliorent la sécurité incendie et la résistance mécanique. L’étude promet un fonctionnement à température ambiante et une meilleure stabilité de ce type de batterie, offrant ainsi une solution durable pour les batteries de la prochaine génération.
Objectif
Low ionic conductivity as well as insufficient ability to suppress the shuttle effect and lithium dendrite growth has been a crucial problem constraining the development of polymer electrolytes, which further leads to the fact that the vast majority of solid-state lithium-sulfur batteries (SSLSBs) have to be operated above room temperature. Moreover, researchers have given much more emphasis on the energy density of batteries, while the fire-safety property is not given as much attention as the batterys performance. Therefore, facing these challenges, the overarching target of this ambitious yet achievable project (SAFE-BIOBATT) is to develop high energy density and fire-safe SSLSBs and to systematically investigate the electrochemical reaction mechanism based on these fabricated SSLSBs. In details, cross-linking biopolymer Carrageenan (Car), a promising and potential bio-based solid electrolyte with high ion conductivity at room temperature, with functionalized -cyclodextrin (CDP-Car) will be produced with the aim to not only facilitate the fire-safety of fabricated polymer-based electrolytes but also enhance the mechanical strength to suppress the lithium dendrite growth for their application in SSLSBs. The Car is not only fabricated as electrolyte but also developed as binder for sulfur electrode with the aim of effectively capturing lithium polysulfides. By introducing this bio-based fire-safe electrolyte in this project, the room-temperature polymer-based SSLSB can be achievable as breakthrough. Furthermore, LiN(CF3SO2)2 as a typical candidate salt will be employed in this bio-based electrolyte (CDP-Car-salt), expecting its effects in stabilizing the solid electrolyte interface and preventing the lithium dendrite. As compared to the current electrolytes and key components of the batteries which mainly rely on fossil-based sources, the strategy proposed here provides a safe and sustainable solution to the development of new generation fire-safe batteries.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- sciences naturellessciences chimiqueschimie inorganiquemétal alcalin
- sciences naturellessciences chimiquesscience des polymères
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
28906 Getafe
Espagne