Projekti / Programi
Modelni sistem medfaznih površin za izboljšanje elektrokemijskih lastnosti z nikljem bogatih NMC spojin v litij ionskih akumulatorjih
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.09.00 |
Tehnika |
Elektronske komponente in tehnologije |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
Tanki filmi, Ni-rich NMC, degradacija, prevleke, mehanizem, Litij ionski akumulator
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
25. junij 2024;
A3 za obdobje
2018-2022
Podatki za razpise ARIS (
04.04.2019 - Programski razpis,
arhiv
)
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
398 |
17.192 |
15.684 |
39,41 |
| Scopus |
413 |
17.903 |
16.326 |
39,53 |
Raziskovalci (11)
Organizacije (2)
Povzetek
Predlagani projekt je v skladu z nedavno izjavo podpredsednika EU Maroša Šefčoviča: "Akumulatorji so v središču industrijske revolucije in prepričan sem, da ima Evropa vse, kar potrebuje, da postane vodilna na svetu na področju inovacij, razogljičenja in digitalizacije." in z načrti, da Evropa postane ogljično nevtralna regija. Akumulatorji so prepoznani kot ena ključnih omogočitvenih tehnologij, ki bo kratkoročno omogočila razogljičenje prometnega sektorja in dolgoročno omogočila uporabo obnovljivih virov energije. Ambiciozen cilj predlaganega projekta je doseči izboljšano elektrokemijsko stabilnost LiNixMnyCozO2 (NR-NMC, x+y+z=1, x>0,6) katodnih Li-ion akumulatorjev z uporabo skrbno oblikovanih prevlek na medfazni površini NR-NMC/elektrolit. NMC spojine so bile že plod številnih raziskav in spjine z nižjim deležen niklja so že uspešno vgrajene v električna vozila, vključno z najnovejšimi modeli TESLA. Vendar pa razvoj novih formulacij NR-NMC ovira dejstvo, da povečana vsebnost Ni prispeva ne le k večji energijski gostoti katode, temveč tudi h krajši življenjski dobi akumulatorja. Trenutno se domneva, da so nekateri možni razlogi za takšne lastnosti tvorba nestabilnih vezi Ni-O, prehod Ni2+ kationov v Li+ ravnine, reakcije na medfazni površini katoda/elektrolit in s tem povezane fazne transformacije površin, izpostavljenih elektrolitu. Predlagane so bile različne strategije, ki bi preprečile degradacijo, vključno z dopiranjem materiala NR-NMC s prehodnimi kovinami in zaščito površine katode z nanosom različnih prevlek. Medtem ko so literaturna poročila dokazala prednosti dopiranja, so prevleke na NR-NMC delcih do danes rezultirale številne nasprotujoče si rezultate, akr opozarja na pomanjkanje sistematičnega pristopa v raziskavah. Za uresničitev ciljev predlaganega projekta se bomo sistematično lotili priprave tankih filmov NR-NMC materialov. Tako bomo s pulznim laserskim nanašanjem (PLD) zasnovali in izdelali model tankoplastnega modelnega sistema NR-NMC811 z natančno določeno sestavo in površinsko kristalografijo. Na modelni sistem bomo nato sistematično nanesli različne anorganske in polimerne prevleke in nastale med fazne površine okarakterizirali pred in po elektrokemijskem delovanju. S takšnim pristopom bomo imeli (I) vpogled v elektrokemijske lastnosti površine, odvisno od orientacije NR-NMC811, in (II) nadzorovano študijo vpliva sestave, debeline in metode nanašanja prevleke na stabilnost kapacitete NR-NMC materiala. Modeni sistem bo uporabljen za preučevanje kemijskih in elektrokemijskih degradacijskih procesov, ki bodo korelirani z elektrokemijskimi lastnostmi. Rezultati tega celovitega pristopa nam bodo zagotovili matriko podatkov o vplivu prevlek na elektrokemijo NR-NMC in stabilnost medfazne površine NR-NMC/elektrolit. Izbrano prevleko z ugodnimi lastnostmi bomo uporabili za pripravo prevlek na komercialnih NR-NMC delcih. Predlagano delo bo združevalo poglobljeno strokovno znanje dveh slovenskih skupin iz vodilnih raziskovalnih inštitutov in bo obogateno s sodelovanjem z evropskimi raziskovalnimi skupinami, ki delujejo na področju projekta.
