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Development of Quantitative Metrologies to Guide Lithium Ion Battery Manufacturing

Descripción del proyecto

Desarrollo de baterías de iones de litio más eficientes

Las baterías de iones de litio se utilizan cada vez más en la movilidad eléctrica y la integración de energías renovables en la red. Sin embargo, las baterías avanzadas de iones de litio disponibles en la actualidad adolecen de pequeñas densidades energéticas, bajos índices de carga y descarga y elevados costes. Además, ha habido casos de fallos catastróficos en las baterías de iones de litio, lo que plantea problemas de seguridad. En este contexto, el equipo del proyecto BATMAN, financiado con fondos europeos, elaborará métodos cuantitativos para estudiar las conexiones entre la estructura y la electroquímica de los materiales activos y los electrodos de las baterías de iones de litio. Esta investigación se llevará a cabo a escala nanométrica, micrométrica y milimétrica. En el proyecto también se llevarán a cabo estudios experimentales sistemáticos utilizando nuevas técnicas para conocer mejor los orígenes de las limitaciones de rendimiento. El objetivo final es establecer directrices de diseño y explorar soluciones de ingeniería económicamente viables.

Objetivo

Lithium ion batteries offer tremendous potential as an enabling technology for sustainable transportation and development. However, their widespread usage as the energy storage solution for electric mobility and grid-level integration of renewables is impeded by the fact that current state-of-the-art lithium ion batteries have energy densities that are too small, charge- and discharge rates that are too low, and costs that are too high. Highly publicized instances of catastrophic failure of lithium ion batteries raise questions of safety. Understanding the limitations to battery performance and origins of the degradation and failure is highly complex due to the difficulties in studying interrelated processes that take place at different length and time scales in a corrosive environment. In the project, we will (1) develop and implement quantitative methods to study the complex interrelations between structure and electrochemistry occurring at the nano-, micron-, and milli-scales in lithium ion battery active materials and electrodes, (2) conduct systematic experimental studies with our new techniques to understand the origins of performance limitations and to develop design guidelines for achieving high performance and safe batteries, and (3) investigate economically viable engineering solutions based on these guidelines to achieve high performance and safe lithium ion batteries.

Régimen de financiación

ERC-STG - Starting Grant

Institución de acogida

EIDGENOESSISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE ZUERICH
Aportación neta de la UEn
€ 1 500 000,00
Dirección
Raemistrasse 101
8092 Zuerich
Suiza

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Región
Schweiz/Suisse/Svizzera Zürich Zürich
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 1 500 000,00

Beneficiarios (1)