Tilbake til søkeresultatene

ENERGIX-Stort program energi

MoreIsLess – design of electrodes for Li-ion batteries with optimized balance of energy and power

Alternativ tittel: MoreIsLess - elektrodedesign for Li-ion-batterier

Tildelt: kr 10,1 mill.

Prosjektleder:

Prosjektnummer:

324077

Prosjektperiode:

2021 - 2025

Midlene er mottatt fra:

Geografi:

Samarbeidsland:

Batteriteknologi har for tiden stor interesse for allmennheten og har stor innvirkning på livet til hver og en av oss. Nesten alle, iallefall i den vestlige veden, har en type forbrukerelektronikk med et oppladbart batteri i, og flere og flere går til annskaffelse av elektriske kjøretøy. Ved å forbedre batteriene og dermed øke kjøreavstanden for elektriske biler, så vil flere velge å bytte ut sine fossile kjøretøy til elektrisk. Det dette prosjektet forsøker er å øke energitettheten til batteriene ved å utvikle tykkere elektroder. Hovedideen er at ved å øke mengden aktivt materiale (elektrodemateriale) vs. inaktivt materiale (strømsamlere, forpakning, etc), så vil den totale energien per batterimasse øke. Det er selvfølgelig mange utfordringer med denne framgangsmåten. En av hovedbekymringene er knyttet til transportegenskaper i elektrodematerialet for å oppnå akseptable ladetider uten betydelig nedbrytning av batteriene. I MoreIsLess så vil vi angripe disse problemstillingene med en kominasjon av modellering, innovativ elektrodedesign og avansert karakterisering av elektroder og batterier.

Li-ion batteries (LIBs) are currently considered as the most promising energy storage technology for portable and mobile applications. High capacity materials - silicon (Si) and Si-based materials as well as high voltage cathodes have long been considered as materials for the next generation of LIBs. Despite significant efforts the use of these materials is still limited due to poor long-term stability. An alternative pathway to increase the performance of the modern LIBs is the development of thicker electrodes: that will result in increased ratio of active components (anode /cathode) to inactive components (current collector, separator, casings) delivering substantially improved energy density. However, the increase of the electrode’s thickness leads to a number of challenges: longer pathways for the Li ions to reach all active sites, which reduces the rate capacities and increases the overpotentials; longer paths for the electronic transport also leads to increased electrical resistance of the electrodes. Therefore, an increase in energy density comes the cost of lower power densities. In addition, the currently adopted preparation routines for LIB’s electrodes (slurry/tape casting) have substantial limitations: preparation of thicker electrodes typically results in cracking and delamination of active material layer. Therefore, new methods and procedures are required to obtain electrode’s thicknesses above current state-of-art (usually > 100 micrometer). The aim of this proposal is to develop electrodes for LIBs with optimized ionic and electronic transport properties capable of delivering higher energy densities without compromising power density (i.e. deliver fast charging performance to LIBs with high energy density). This will both maximize the output of and accelerate research efforts in the field, and thus be invaluable for both the Norwegian and International battery research groups and, by extension, the international community.

Aktivitet:

ENERGIX-Stort program energi