Projektbeschreibung
Einfacheres Rezept für Lithium-Ionen-Batterie-Anoden
Seit in den 1980er Jahren die erste Lithium-Ionen-Batterie entwickelt wurde, haben diese wiederaufladbaren Batterien einen Siegeszug angetreten und befreien überall unsere mobilen Geräte, zum Beispiel Unterhaltungselektronik und Elektrowerkzeuge, von den durch Stromkabel entstehenden Problemen. Inzwischen gewinnen sie für den Einsatz in Elektrofahrzeugen zunehmend an Attraktivität und sie wurden auch in netzgekoppelten und netzunabhängigen Energiespeichersystemen eingesetzt. Das EU-finanzierte Projekt LiAnMAT soll einen Entwicklungssprung in der Produktion von Anoden für Lithium-Ionen-Batterien herbeiführen, indem Zusatzstoffe und Fertigungsschritte bei gleichzeitiger Minimierung des Kapazitätsverlustes reduziert werden. Die innovativen Anodenmaterialien, mit denen die Produktionszeit verkürzt, die Produktionskosten gesenkt und die Leistungseigenschaften verbessert werden können, sollten den Weg für eine breite Einführung bereiten und Vorteile für Mensch und Umwelt gleichermaßen bieten.
Ziel
Lithium (Li) ion batteries – present in all consumer electronics and battery-powered vehicles – are produced in a capital and know-how intensive way, in particular during the initial steps of materials synthesis and cell manufacturing. The anodes of Liion batteries are currently prepared by mixing an ink of binders, solvents, silicon (Si) nanoparticles and graphite under strictly controlled conditions (order, timing, temperature), and they undergo several steps like application of the slurry to metal contacts, drying and pressing before completion of the actual anode.
In the course of the ERC Starting Grant BEGMAT we have developed a new Li-ion anode material (LiAnMAT), that (a) works without any classical additives (binder, graphite) and hence cuts down on material weight, cost, and problems in materials handling, (b) does not require mixing and application of a mixed ink to metal contacts during the preparation of the active materials – the anode material comes ready as-received on copper (Cu) metal, and (c) it does not require post-production like pressing – the films are uniformly flat as-received and can be tuned in thickness from several nm up to ~20 µm. Further, the material properties are fantastic and close to the theoretical limit for LiSi-ion batteries.
Hence, the objective of this ERC PoC Grant LiAnMAT is to develop this technology further and to achieve together with our tech transfer liaison Humboldt-Innovation GmbH, and our industrial partner VARTA Micro Innovation GmbH the following goals:
• Elimination of (most or) all conventional additives (binder, graphite, Si NPs) in anode materials.
• Minimising the number of manufacturing steps in anode and battery assembly.
• Elimination of the solid-electrolyte interface (SEI) and associated capacity loss in the 1st lithiation cycle.
• Transfer of the LiAnMAT synthesis to large-scale industrial processes.
• Finding a market for LiAnMAT anodes/batteries and value creation by licensing and spin-offs.
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.
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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Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-PoC
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ERC-POC -Gastgebende Einrichtung
10117 Berlin
Deutschland