Litija jonu akumulatoru elektrodu un šūnu dzīves cikla prognoze, izmantojot strāvas un sprieguma mērījumus
Sākums 01/2021 Noslēgums 12/2023
-
Projekta numurs
- lzp-2020/1-0345
-
Finansējums
- 300000 EUR
-
Projekta vadītājs
- Gints Kučinskis, e-pasts: Gints.Kucinskis@cfi.lu.lv
-
Projektu īsteno
- Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts
Zinātnes nozare
- Inženierzinātnes un tehnoloģijas
Kopsavilkums
Litija jonu akumulatori darbina lielāko daļu elektronisko viedierīču un elektroauto. Svarīga litija jonu akumulatoru materiālu un šūnu attīstīšanas daļa ir elektroķīmiskie mērījumi. Pašreiz tie aizņem daudz laika un resursu, un ir viens no ilgākajiem posmiem bateriju šūnu pētniecībā un attīstībā. Tomēr pilnvērtīga izpratne par baterijas mūža ilgumu, enerģijas blīvumu un jaudas blīvumu ir būtiska. Šī pētniecības projekta mērķis ir izveidot jaunu elektroķīmisko mērījumu rutīnu ātrai litija jonu akumulatoru elektroķīmisko mērījumu veikšanai. Mērķis tiks sasniegts, attīstot strāvas un sprieguma mērījumus kopā ar dziļu izpratni par novecošanās procesiem bateriju šūnas iekšienē, kas tiks analizēti ar rentgenstaru difrakciju (in-situ un ex-situ), skenējošo elektronu mikroskopiju, induktīvi saistītās plazmas atomemisijas spektroskopiju, elektronu dispersijas spektroskopiju un rentgena fotoelektronu spektroskopiju.
Mēs attīstīsim paredzošu modeli, kas tiks pārbaudīts LFP un NCM eksperimentālās pusšūnās un pilnās elektroķīmiskajās šūnās ar šķidro elektrolītu, kā arī komerciālās litija jonu akumulatoru šūnās. Šis modelis spēs novērtēt (a) baterijas veselības stāvokli, (b) ātrumspēju un (c) mūža ilgumu, balstoties uz īsu elektroķīmisko mērījumu kopumu, kas būs ātrāks kā ierastā uzlādes-izlādes ciklēšanas metodika. Rezultāti (a) ļaus veikt ātrāku elektrodu materiālu un pagatavošanas recepšu testēšanu un (b) ļaus ātrāk novērtēt baterijas mūža ilgumu un veselības stāvokli.
Projektu konkurss
Fundamentālo un lietišķo pētījumi projektu 2020. gada konkurss