Project R-12003

Titel

Functioneel gegradeerde elektrodes voor lithium-zwavel batterijen met een lange levensduur

Abstract

FUGELS wil de rijping en penetratie van een veelbelovende batterijtechnologie, d.w.z. lithium-zwavel (LSB), op de batterijmarkt versnellen. De behoefte aan een dergelijke nieuwe batterijtechnologie lijkt onvermijdelijk gezien de capaciteitsbeperking (dwz Wh/kg), duurzaamheidsprobleem en hoge cycluskosten ($ / Wh-cyclus) van opslag in state-of-the-art (SOA) lithium-ion batterijen (LIB's). Hogere capaciteiten en lagere cycluskosten zijn de sleutel voor een brede inzet van batterijen in: residentiële en stationaire opslag, zwaar transport en nieuwe toepassingen zoals drones en onbemande luchtvaartuigen. LSB's zijn potentieel lichtere en goedkopere opties dan alle andere batterijen op de markt; grof gezegd, ze kunnen meer dan twee keer lichter zijn dan SOA lithium-ion batterijen, waarbij ze dezelfde hoeveelheid energie opslaan. De wereldwijde reserves van zwavel zijn bijna onbeperkt (d.w.z. 600 miljard ton) en LSB's worden naar verwachting goedkoper (zwavelprijs <0,2 US $ / kg) dan hun tegenhangers voor lithium-ion batterijen (250 $ / kWh). Een vroegtijdig einde van de levensduur is het grootste obstakel voor een brede penetratie van LSB's in de batterijmarkt. LSB's lijden aan een aanzienlijke veroudering, d.w.z. de beschikbare capaciteit vervaagt in minder dan honderden cycli (beperkte commerciële prototypes zijn al beschikbaar voor drones met een levensduur van 50-100 cycli). FUGELS heeft tot doel de specifieke energie en levensduur van LSB's te verhogen door nieuwe architecturen voor zwavel- en lithiumelektroden te ontwikkelen. Om dit te doen, wordt een synergie tussen verschillende coating- en depositiemethoden zoals nat-chemische oplossing, atmosferische plasmatechnologie, elektrodepositie, depositie op atomaire lagen en op slurry gebaseerde coating uiteengezet om nieuwe zwavel- en lithiumelektroden te bereiden. Het consortium bestaat uit onderzoekers van UHasselt, UGent, UAntwerpen, Vito, IMEC en IMOMEC.

Periode

01 september 2021 - 31 augustus 2025