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PCI2022-132955

Financiado

ENHANCING THE MECHANICAL STABILITY OF INTERFACES IN SOLID-STATE LI-ION BATTERIES...

ENHANCING THE MECHANICAL STABILITY OF INTERFACES IN SOLID-STATE LI-ION BATTERIES FOR ENERGY-INTENSIVE APPLICATIONS LAS BATERIAS DE ION-LI (LIBS) CONSTITUYEN UNA TECNOLOGIA CLAVE PARA LA TRANSICION ENERGETICA HACIA FUENTES RENOVABLES Y EFICIENTES QUE PERMITIRAN UN DESARROLLO ECONOMICO Y SOCIAL SOSTENIBLE. LAS LIBS SUPLEN TEMPORALMENTE A LAS FUE... ver más

01/01/2022

CSIC

122K€

Presupuesto del proyecto: 122K€

Líder del proyecto

AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGA... No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 2-3 | 552M€

Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2022-01-01

0% 100%

Participantes

CSIC

Lider

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Líder del proyecto

AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGA...

TRL 2-3 | 552M€

Presupuesto del proyecto 122K€

Descripción del proyecto LAS BATERIAS DE ION-LI (LIBS) CONSTITUYEN UNA TECNOLOGIA CLAVE PARA LA TRANSICION ENERGETICA HACIA FUENTES RENOVABLES Y EFICIENTES QUE PERMITIRAN UN DESARROLLO ECONOMICO Y SOCIAL SOSTENIBLE. LAS LIBS SUPLEN TEMPORALMENTE A LAS FUENTES DE ENERGIA RENOVABLES EN APLICACIONES DE MOVILIDAD Y TRANSPORTE, MITIGAN LA DEPENDENCIA ESTACIONAL, REDUCEN LA VOLATILIDAD EN LOS PRECIOS DE LA ENERGIA Y DISMINUYEN NUESTRA DEPENDENCIA DE LAS MATERIAS PRIMAS. EN PARTICULAR, LAS LIBS SON RELEVANTES PARA EL DESARROLLO DE VEHICULOS ELECTRICOS (EV). SIN EMBARGO, LAS LIBS CONVENCIONALES BASADAS EN ELECTROLITOS LIQUIDOS (LES) ALCANZAN LIMITES PRACTICOS DE DENSIDAD DE ENERGIA (~250 WH/KG) INSUFICIENTE PARA EL DESARROLLO DE EVS FUNCIONALES Y ASEQUIBLES (CUYA DEMANDA SE ESTIMA EN ~400 WH/KG) QUE REPRESENTEN UNA ALTERNATIVA REAL A LOS VEHICULOS MOVIDOS POR COMBUSTIBLES FOSILES. LAS LIBS DE ESTADO SOLIDO (SSLBS), COMBINANDO CATODOS DE ALTO VOLTAJE, ANODOS DE METAL LI Y ELECTROLITOS DE ESTADO SOLIDO (SES) CON ALTAS CONDUCTIVIDADES IONICAS, SON CANDIDATAS PROMETEDORAS PARA ESTAS APLICACIONES AL PROPORCIONAR DENSIDADES DE ENERGIA ~500 WH/KG. A PESAR DE LOS PROGRESOS OBTENIDOS EN EL DISEÑO DE LOS COMPONENTES SSLB, LAS INTERCARAS ENTRE COMPONENTES SINGUEN SIENDO EL CUELLO DE BOTELLA QUE IMPIDE SU TRANSFERENCIA A LA INDUSTRIA. EN PARTICULAR, LA INTERCARA ENTRE EL CATODO (CAT) Y EL SE PRESENTA PROBLEMAS DE ESTABILIDAD MECANICA, QUIMICA Y TERMODINAMICA QUE CONDUCEN A UNA PREMATURA DEGRADACION DE LAS SSLBS. LA INESTABILIDAD MECANICA SE MANIFIESTA EN PERDIDA DE CONTACTO ENTRE CAT Y SE DEBIDO PRINCIPALMENTE AL CAMBIO DE VOLUMEN DE LAS PARTICULAS DE CAT DURANTE CARGA/DESCARGA INVOLUCRANDO GRANDES TRANSFERENCIAS DE IONES LI, LO QUE GENERA UNA PERDIDA SIGNIFICATIVA DE RENDIMIENTO DE LA BATERIA. ESTE PROBLEMA, QUE REPRESENTA UN DESAFIO CLAVE EN EL CAMPO DE LAS BATERIAS, DEBE ABORDARSE PREVIO AL EMPLEO DE LAS SSLBS EN APLICACIONES DE USO INTENSIVO DE ENERGIA. PARA AFRONTAR ESTE RETO, CINCO GRUPOS DE INVESTIGACION EUROPEOS (UAM, MUL, SAS, NTNU Y CSIC), EXPERTOS EN SSLBS, TENSIONES MECANICAS, LAMINAS DELGADAS E INTERCARAS, UNEN FUERZAS CON UNA GRAN TECNOLOGICA (AVL) PARA HACER QUE LAS SSLBS TRANSITEN DEL LABORATORIO A LA INDUSTRIA. LAS SOLUCIONES PROPUESTAS CONSISTEN EN COMBINAR CAT COMPUESTOS DISEÑADOS AD HOC PARA TENER COEFICIENTES QUIMICOS DE EXPANSION INSIGNIFICANTES CON PROCEDIMIENTOS DE INGENIERIA DE INTERCARAS. LAS MEZCLAS SE PREPARARAN A PARTIR DE CATS PARTICULADOS CON COEFICIENTES QUIMICOS DE EXPANSION DE SIGNOS OPUESTOS POR MECANOFUSION, PROCESAMIENTO CERAMICO Y/O DEPOSICION FISICA A PARTIR DE FASE VAPOR; E INTEGRADAS EN SE USANDO INGENIERIA DE INTERCARA (MEDIANTE CONTROL DE TEXTURA, RUGOSIDAD Y TENSIONES SUPERFICIALES) CON EL FIN DE ESTABILIZAR MECANICAMENTE LA INTERCARA CAT/SE. SE REALIZARAN ANALISIS PREVIOS, EN FUNCIONAMIENTO Y POST-MORTEN DE LAS SSLBS MEDIANTE TECNICAS ESTRUCTURALES (HR-TEM, HAXPES, PEEM, SFM, SAXS Y WAXS) Y ELECTROQUIMICAS (GCD, CV Y EIS) AVANZADAS A FIN DE INVESTIGAR LA EVOLUCION DE LAS INTERCARAS; Y LOS RESULTADOS SERAN UTILIZADOS POR AVL PARA DESARROLLAR SIMULACIONES DE ELEMENTOS FINITOS (FEM). AVL ESTUDIARA LA VIABILIDAD INDUSTRIAL DE LAS SOLUCIONES PROPUESTAS Y ACTUARA COMO NUESTRO INTERLOCUTOR INDUSTRIAL. ESTE PROYECTO (CON TRL 1-4) TIENE EL PROPOSITO DE LLEVAR A LA UE A LA VANGUARDIA EN LA INVESTIGACION Y DESARROLLO DE FUTURAS GENERACIONES DE LIBS ADECUADAS PARA APLICACIONES QUE DEMANDEN UN USO INTENSIVO DE LA ENERGIA.

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