STTR Phase I: Thermal Runaway and Pressure Suppression (TRAPS) for Lithium-Ion Batteries

STTR 第一阶段:锂离子电池的热失控和压力抑制 (TRAPS)

基本信息

  • 批准号:
    1913998
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 22.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-08-15 至 2020-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this Small Business Innovation Research (SBIR) or STTR Phase I project is to develop and commercialize a technology to mitigate safety concerns associated with lithium-ion (Li-ion) battery technologies in electric vehicle, transportation, and energy storage applications. Li-ion battery technology is one of the most transformative innovations in the past decade and continues to provide a platform for future technology development. The potential market size for Li-ion battery technology is substantial. Fueled by growth in energy storage and electric vehicle industries the Li-ion battery market is expected to grow to over US$100 billion by 2025. Adoption of Li-ion battery technology in the energy storage market being impeding by safety concerns, namely fire and explosion hazards. The technology to be developed in this Phase I project has the potential to be a low-cost, passive solution to mitigate these hazards, and alleviate these concerns. The technology has potential to have high market penetration in energy storage and transportation industries, and will enable adoption of transformative technologies that pushes us toward a greener and more sustainable energy future. This Small Business Technology Transfer (STTR) Phase I project will explore and develop technology for passive mitigation of Li-ion battery fire and explosion hazards. For large multi-cell battery systems in energy storage, vehicle applications and among others, these hazards can damage nearby infrastructure and cause injury or death. Li-ion batteries can undergo a self-heating failure called thermal runaway that releases flammable gases. Thermal runaway poses significant challenges for available fire and explosion suppression systems because the gas release can continue unabated despite suppression of the incipient fire. Current mitigation approaches treat the consequences of the fire and do not address the root cause of the hazard, namely the production of flammable gases. The approach here is to develop technology to mitigate the root cause of the hazard and reduce the flammability of the battery gases. There is a clear need to increase the scientific understanding of passive mitigation mechanisms of hazardous and flammable gases in the thermal runaway environment. The overall objective of this project is to further the scientific understanding of these passive mitigation techniques and demonstrating proof-of-concept performance for Li-ion battery applications.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这项小型企业创新研究(SBIR)或STTR I期项目的更广泛的影响/商业潜力是开发和商业化技术,以减轻与锂离子(Li-Ion)电池技术相关的安全性问题,在电动汽车,运输和能源存储应用中。锂离子电池技术是过去十年中最具变革性的创新之一,并继续为未来的技术开发提供平台。锂离子电池技术的潜在市场规模很大。随着储能和电动汽车行业的增长,锂离子电池市场预计到2025年将增长到超过1000亿美元。在储能市场中采用了锂离子电池技术,这受到安全问题的阻碍,即火灾和爆炸危害。在此I阶段项目中要开发的技术有可能是一种低成本,被动的解决方案,以减轻这些危害,并减轻这些担忧。该技术有可能在储能和运输行业中具有很高的市场渗透率,并将能够采用变革性技术,从而促使我们迈向更绿色,更可持续的能源未来。这个小型企业技术转移(STTR)I阶段项目将探索和开发技术,以缓解锂离子电池火和爆炸危害。对于能源存储,车辆应用等大型多电池电池系统,这些危害可能会损害附近的基础设施,并造成伤害或死亡。锂离子电池可以发生自动加热故障,称为热失控,该故障释放易燃气体。热失控对可用的火灾和爆炸抑制系统构成了重大挑战,因为尽管抑制了初期火灾,但气体释放仍能继续延长。当前的缓解方法处理火灾的后果,并且没有解决危险的根本原因,即易燃气体的产生。这里的方法是开发技术来减轻危险的根本原因并减少电池气体的可燃性。显然需要增加对热失控环境中危险和易燃气体的被动缓解机制的科学理解。该项目的总体目的是进一步对这些被动缓解技术的科学理解,并证明对锂离子电池应用的概念验证绩效。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子优点和更广泛影响的审查标准来评估的支持。

项目成果

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