Project R-12205

Titel

Samenwerkingsovereenkomst in het kader van een doctoraat van Nguyen Thanh Thao Tu

Abstract

Opwarming van de aarde als gevolg van de uitstoot van broeikasgassen is misschien wel het grootste probleem voor de samenleving van vandaag. Om de CO2-uitstoot in transport en mobiliteit te vermijden, zal elektrificatie van auto's een belangrijke rol spelen. De markt van elektrische voertuigen (EV) heeft de afgelopen jaren aan kracht gewonnen en zal het komende decennium enorm versnellen. Het hart van elke EV is de batterij. Prestaties, veiligheid en kosten van de batterij zijn de sleutel tot grootschalige toepassing van elektrische mobiliteit. Hoewel auto's met Li-ion batterijen op onze wegen rijden, hebben ze enkele beperkingen, zoals een beperkt bereik en een lage laadsnelheid. Er wordt enorm geïnvesteerd in zowel onderzoek naar het verbeteren van de huidige generatie Li-ion batterijen als naar de ontwikkeling van batterijen van de volgende generatie, zoals solid state (generatie 4) en Li-S (generatie 5) batterijen. Verbeterde vormgevingstechnieken zoals 3D-printen, kunnen voordelen bieden voor alle generaties batterijen. Aangezien 3D-printen gebruikt kan worden om batterijen te produceren met hogere prestaties of speciale ontwerpen. Dikke elektroden zijn moeilijk te maken met behulp van conventionele elektrodeproductietechnieken en hebben vaak zeer slechte prestaties in vergelijking met dunne-filmbatterijen vanwege diffusielimitatie. 3D-printen maakt de productie van poreuze dikke elektroden mogelijk, waardoor het aantal processtappen dat nodig is voor de productie kan worden verminderd en de hoeveelheid inert materiaal in de batterij kan worden gereduceerd, wat leidt tot een grotere energie densiteit van de totale batterij. Dit doctoraat, een samenwerking tussen UHasselt en VITO binnen EnergyVille, zal het potentieel van poreuze 3D gestructureerde anode- en kathodematerialen onderzoeken met behulp van de micro-extrusie technologie. De optimalisatie van de formulering van 3D-printpasta en de 3D-vorm van elektroden voor Li-ion-batterijen zal in het eerste deel van het onderzoek worden onderzocht. In het tweede deel wordt de opschaling naar grotere batterijcellen en 3D-elektroden voor de volgende generatie batterijen bestudeerd. De combinatie van kennis in 3D-printen (VITO) met geavanceerd onderzoek naar batterijmaterialen (UHasselt) zal helpen om op dit vlak snel vooruitgang te boeken.

Periode

01 december 2021 - 30 november 2025