Descrizione del progetto
Batterie agli ioni di litio di nuova generazione in grado di autorigenerarsi
Le reazioni elettrochimiche nelle batterie che si verificano durante i cicli di carica e scarica provocano cambiamenti strutturali nei materiali che portano a una drastica riduzione delle prestazioni della batteria. Si ritiene che i materiali degli elettrodi di nuova generazione per le batterie agli ioni di litio si deteriorino in seguito all’interazione con quantità maggiori di litio e di conseguenza subiscano cambiamenti strutturali più drastici. Il progetto BAT4EVER, finanziato dall’UE, si concentrerà sui meccanismi di autorigenerazione del micro-danno e della perdita di materiale formatisi durante i cicli ripetitivi di carica e scarica. Il lavoro del progetto coinvolgerà numerosi metodi di caratterizzazione dei materiali, modellazione atomistica del comportamento dei materiali e simulazione delle celle delle batterie. I ricercatori passeranno quindi alla fase di prototipo, elaborando sofisticati processi cellulari per convalidare la batteria autorigenerante agli ioni di litio nei telefoni cellulari attraverso verifiche intensive.
Obiettivo
Electrochemical reactions in battery materials normally lead to structural changes, which may cause degradation and damage, and thus causing the loss of functionality of the battery with cycling. Next-generation electrode materials for lithium-ion batteries are especially prone to these failure mechanisms because they react with greater amounts of lithium and thus undergo more drastic structural changes.
BAT4EVER refers to microscopic self-healing of the micro-damages generated during repetitive charging/discharging processes at the Silicon anodes, NMC-based cathodes and electrolytes aiming a significantly improved charge-discharge cycle and calendar life of the Li-ion batteries.
These challenging tasks will be overcome by applying self-healing polymer coverage around Si-NPs on the anode side and by synthesizing core-shell structured and thus redox-stabilised cathode nano-particles that are embedded in M-ions and H-bonds induced polymers. Ionogel and covalent bonded gels will initiate curing ability to the electrolytes.
These battery component development acts will be supported with extensive use of material and structure characterisation methods and with atomistic modelling and cell simulation efforts.
The processing technologies will be transferred to the scaling team of the consortium for prototype manufacturing. The prototypes will be tested under varies environmental and in next-generation cell phones as a case study.
Campo scientifico
- natural scienceschemical scienceselectrochemistryelectric batteries
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistryalkali metals
- natural scienceschemical sciencespolymer sciences
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringinformation engineeringtelecommunicationsmobile phones
- engineering and technologynanotechnologynano-materials
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
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H2020-LC-BAT-2020-3
Meccanismo di finanziamento
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1050 Bruxelles / Brussel
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