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Lithium-based solid-state Electrolytes with eXtended Interfacial Integrity via 4D printing

Description du projet

Combler le fossé: des innovations de pointe dans le domaine des batteries à électrolyte solide

Pour atteindre les objectifs climatiques de la Commission européenne à l’horizon 2030, des solutions de stockage d’énergie sûres et à haute densité, telles que les batteries à électrolyte solide, sont indispensables. Cependant, ces dernières se heurtent actuellement à des difficultés, notamment la fragilité de leurs composants et la perte de contact interne au fil du temps. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet LEXI4D vise à surmonter ces obstacles en développant des électrolytes «imprimés en 4D» et auto-réparateurs, capables de se régénérer et d’adapter leur forme sous l’effet d’une chaleur modérée. Grâce à une impression 3D avancée utilisant plusieurs matériaux, il créera des structures complexes qui maintiendront un contact stable entre les électrodes et l’électrolyte et amélioreront le transport des ions et le flux d’énergie. La collaboration de LEXI4D entre les établissements universitaires européens et l’industrie devrait renforcer la chaîne de valeur des batteries et offrir un stockage d’énergie plus durable et plus sûr pour un avenir durable.

Objectif

The European Commission’s Green Deal targets climate neutrality and at least a 55% cut in net greenhouse gas emissions by 2030, accelerating the shift to an electricity-based society. Achieving this requires safe, high-energy storage; solid-state lithium metal batteries (SSLMBs) are crucial. Their promise comes from pairing solid electrolytes with lithium metal, which enables high energy density and safety benefits. Yet practical deployment remains limited by three bottlenecks: low ionic conductivity, progressive loss of solid–solid interfacial contact, and poor machinability of brittle solid electrolytes. LEXI4D tackles these barriers by developing composite electrolytes with self-healing and shape-memory (SHSM) functionality and by using high-resolution multi-material vat photopolymerization (MM-VPP) to print heterogeneous bilayers and architectured structures that enhance ion transport, preserve interfacial contact, and avoid post-machining. By embedding SHSM behavior, LEXI4D moves from 3D to 4D printing: printed electrolytes can recover and adapt their shape after damage or strain under mild thermal stimuli, maintaining intimate electrode–electrolyte contact and extending battery lifetime. The project will be hosted at the University of Pisa under Prof. Tamburrino with co-supervisor Prof. Bertei, uniting advanced manufacturing and electrochemistry. Secondments at Politecnico di Torino (Prof. Bodoardo) and Lithoz GmbH (Dr. Schwentenwein) will strengthen polymer design for SHSM functionality and MM-VPP know-how. Industrial input from Dr. Jari Liimatainen (Pulsedeon Oy) ensures relevance to next-generation lithium battery manufacturing. Together, this team will reinforce Europe’s leadership across the battery value chain. Beyond scientific impact, the training, network, and results will strengthen my academic trajectory toward a tenure-track position.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinateur

UNIVERSITA DI PISA
Contribution nette de l'UE
€ 209 483,28
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (2)