Battery-Grade Carbon for Sodium-ion batteries

Natrium-ion-batterier (NIB) fungerer på en lignende måte som litium-ion-batterier (LIB) som finnes i bærbare PC-er, mobiltelefoner og elbiler. I motsetning til LIB-er kan NIB-er lages med billige og lett tilgjengelige materialer. Selv om de ikke kan lagre like mye energi som en LIB av samme størrelse, kan NIB-er brukes til hjemme- og nettenergilagring, samt til balansering av fornybar energiproduksjon og -forbruk. De kan også ha sikkerhetsfordeler over LIB-er. Per dags dato gjør masseproduksjon av LIB-er at denne teknologien er billigere, selv om NIB-er kan lages med billigere, mer tilgjengelige og mer miljøvennlige materialer. Dette prosjektet skal utvikle nye “hard carbon” NIB-elektroder som vil ha høy ytelse, lave kostnader og være miljøvennlige. I tillegg skal NIB-elektrodematerialer konverteres fra norsk skogsbruksavfall og industrisideprodukter. Med en forståelse av hvordan “hard carbon” lages og fungerer under bruk i NIB-er på forskjellige nivåer, fra atomisk struktur til miljøpåvirkning, skal vi finne de mest bærekraftige NIB-elektrodene og samtidig optimalisere ytelse og kostnader

Sodium-ion batteries (SIB) can provide an alternative to lithium-ion batteries (LIB) in applications where energy density is not as crucial, such as stationary storage or short-range mobility. Even though SIB utilizes more abundant materials, environmental impacts and costs are not yet favourable compared to leading LIBs currently in mass production. In this project, SIB anode materials based on hard carbon (HC) will be produced and validated in a full cell at the IFE prototype line connected to the NABLA infrastructure. The precursors will be nationally sourced, both from forestry waste and from industrial carbon supplied by the industrial partners. These material choices will both reduce the need for the import of critical materials, as well as promote sustainability and local value creation. To complement the development of the syntheses of hard carbons from various sources, a thorough characterization effort will be performed in the project. By understanding the fundamental storage mechanisms, the hypothesis is that this will also allow for optimized HC production processes. The development of hard carbon materials for SIB is also well aligned with the Norwegian battery strategy, especially actions 1 (leadership in sustainability) and 10 (tomorrow's battery solutions), while also promoting action 5 (enhance access to competence) through education from M.Sc. to post-doctoral level.