Flame-assisted synthesis of Li ion battery materials

火焰辅助合成锂离子电池材料

基本信息

  • 批准号:
    0928964
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.08万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2009-12-01 至 2012-11-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

0928964AxelbaumThis award is funded under the American Recovery and Reinvestment Act of 2009 (Public Law 111-5).Research under this award aims to develop the needed science for a flame-synthesis process to synthesize nanoparticles of lithium manganese spinel (LiMn2O4) and to extend this process to produce olivine-type lithium iron phosphate (LiFePO4) nanoparticles. Scientific understanding is crucially needed to be able to control particle size, doping and carbon coating. If successful, this work will lead to a low-cost, high-production method for producing high-performance Li-ion battery materials. With the rising need to reduce our dependence on foreign oil and greenhouse gas emissions, this research will enable the use of hybrid electric vehicles and renewable energy.The basic approach is to introduce a fine aerosol of precursors into a premixed or diffusion flame, where temperature and flame chemistry produce the nanoparticles. The technical steps to be followed in this research will be guided by previous work in the Li-Mn-O system and by new equilibrium calculations on that system and the Li-Fe-P-O system. Size distribution of precursor aerosol was previously shown to be an important factor for achieving nanoscale particles, so a new precursor-generation and size-refinement system will be devised. In addition, doping of the LiMn2O4 with Co, Mg, Ni, Al in a hydrogen/oxygen diffusion flame particles will be studied, optimizing the synthesis conditions to remove impurities and post-processing the as-prepared powders to optimize the electrochemical performance (cyclability, discharge capacity). In a related part of the study, LiFePO4 particles nanoparticles will be carbon-coated in the flame by condensation and pyrolysis of polycyclic aromatic hydrocarbons on the surface of the particle. Electrochemical performance in test cells will be performed with particle sizes segregated by a differential mass analyzer.The research could lead to new battery technology that will complement fuel cell efforts toward remote power generation and automotive use for the next ten to twenty years. Students conducting the research will have a unique entry with the area of ion battery technologies, which are poised to be the storage technologies of the future. Likewise, high school and undergraduate students will be engaged through an outreach program.
该奖项是根据2009年美国复苏和再投资法案(公法111-5)资助的。该奖项的研究旨在发展火焰合成工艺所需的科学,以合成锂锰尖晶石纳米颗粒(LiMn2O4),并扩展该工艺以生产橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)纳米颗粒。科学的理解对于控制颗粒大小、掺杂和碳涂层至关重要。如果成功,这项工作将为生产高性能锂离子电池材料带来低成本、高产量的方法。随着我们越来越需要减少对外国石油和温室气体排放的依赖,这项研究将使混合动力电动汽车和可再生能源的使用成为可能。基本的方法是将前体微粒气溶胶引入预混或扩散火焰中,在那里温度和火焰化学反应产生纳米颗粒。本研究中要遵循的技术步骤将以Li-Mn-O系统的先前工作以及该系统和Li-Fe-P-O系统的新平衡计算为指导。前驱体气溶胶的尺寸分布已被证明是实现纳米级颗粒的重要因素,因此将设计一种新的前驱体生成和尺寸细化系统。此外,还将研究在氢/氧扩散火焰颗粒中掺杂Co、Mg、Ni、Al等元素,优化合成条件以去除杂质,并对制备的粉末进行后处理以优化其电化学性能(可循环性、放电容量)。在研究的相关部分,LiFePO4颗粒纳米粒子将通过颗粒表面的多环芳烃的凝结和热解在火焰中被碳包覆。电化学性能测试电池将执行与粒度分离的微分质分析仪。这项研究可能会带来新的电池技术,在未来10到20年里,它将补充燃料电池在远程发电和汽车应用方面的努力。进行研究的学生将有一个独特的进入离子电池技术领域的机会,离子电池技术有望成为未来的存储技术。同样,高中生和大学生也将通过外展项目参与其中。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Richard Axelbaum其他文献

Richard Axelbaum的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Richard Axelbaum', 18)}}的其他基金

ISS: Collaborative Research: Spherical Cool Diffusion Flames Burning Gaseous Fuels
国际空间站:合作研究:燃烧气体燃料的球形冷扩散火焰
  • 批准号:
    1740471
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 30.08万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Combustion studies of high water content fuels
高含水量燃料的燃烧研究
  • 批准号:
    1337008
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 30.08万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

光辅助MOCVD法制备多层结构提高厚YBCO 外延膜电流承载能力的研究
  • 批准号:
    51002063
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
控制厚皮甜瓜花性型基因“A“的精细构图及标记辅助育种
  • 批准号:
    30471113
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Small Molecule Degraders of Tryptophan 2,3-Dioxygenase Enzyme (TDO) as Novel Treatments for Neurodegenerative Disease
色氨酸 2,3-双加氧酶 (TDO) 的小分子降解剂作为神经退行性疾病的新疗法
  • 批准号:
    10752555
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30.08万
  • 项目类别:
Mechanisms of Metal Ion Homeostasis of Oral Streptococci
口腔链球菌金属离子稳态机制
  • 批准号:
    10680956
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.08万
  • 项目类别:
Optimizing function-selective ERK1/2 inhibitors for reducing AP-1-mediated airway pathology in asthma.
优化功能选择性 ERK1/2 抑制剂以减少 AP-1 介导的哮喘气道病理。
  • 批准号:
    10666887
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.08万
  • 项目类别:
High-pressure synthesis of novel perovskite-type transition metal oxides assisted by first-principles calculations
第一性原理计算辅助高压合成新型钙钛矿型过渡金属氧化物
  • 批准号:
    22KJ0904
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.08万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Development of a high throughput platform for screening directed evolution libraries
开发用于筛选定向进化文库的高通量平台
  • 批准号:
    10574429
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.08万
  • 项目类别:
Synthesis of the Multi-Modality High Resolution 3-D Atlas of Human Lung
人肺多模态高分辨率 3D 图谱的合成
  • 批准号:
    10530974
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30.08万
  • 项目类别:
NSF Center for Computer-Assisted Synthesis
NSF 计算机辅助合成中心
  • 批准号:
    2202693
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30.08万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
Synthesis of the Multi-Modality High Resolution 3-D Atlas of Human Lung
人肺多模态高分辨率 3D 图谱的合成
  • 批准号:
    10928969
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30.08万
  • 项目类别:
Informatics and Machine Learning Modules for Research Planning, Scheduling, Simulation, and Optimization in the ASPIRE Autonomous Laboratory
用于 ASPIRE 自主实验室研究规划、调度、模拟和优化的信息学和机器学习模块
  • 批准号:
    10448106
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30.08万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了