STTR Phase II: Advanced Li-S Battery System for Unmanned Air Vehicles

STTR第二阶段:用于无人机的先进锂硫电池系统

基本信息

  • 批准号:
    2111634
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 100万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-09-15 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This award is funded in whole or in part under the American Rescue Plan Act of 2021 (Public Law 117-2). The broader impact/commercial potential of this Small Business Technology Transfer Research (STTR) project includes reducing the US dependence on foreign-sourced materials for the production and supply of battery systems. There are increased concerns about the shortage of materials for lithium ion batteries (LIB) as the number of electric vehicles increases. Lithium Sulfur (Li-S) batteries use sulfur which is more readily available, lower cost, and environment-friendly. Li-S batteries do not require the use of sulfuric acid or other more harmful chemicals, which allows them to be disposed of easily or recycled. This project will advance knowledge in addressing challenges to the development of practical and commercially viable (Li-S) batteries. The Global Lithium-Sulfur (Li-S) Battery Market was valued at $696 Million in 2019 and is anticipated to reach $6,686 Million by 2028, with a CAGR of 29.6% during the forecast period. Li-S batteries are mainly used in aviation, automotive, electronic device, and power & energy sector due to the growing demand for environmentally friendly energy with higher energy density than other battery types. Li-S technology has potential to enhance safer battery manufacturing in the US.This STTR Phase II project proposes to address important technical challenges against the development of practical Li-S batteries. These challenges include limited cycle life, high self-discharge rates and over-heating at end of charge. These are thought to be caused by the shuttle, where cathode species diffuse to the anode and react directly with the metallic lithium. A system approach will be employed to develop practical high performance Li-S Cells by focusing on: Performance (high energy density, large temperature range, and considerable cycle life); safety; and manufacturability. The project combines experimental and electrochemical modeling approaches to achieve a Li-S cell with 400-600 Wh/kg; ≥200 cycles; - 20oC to 60oC @ 1C. The project will use advanced trilayer multifunctional separator and lithium metal anode to solve the problems associated with the shuttling effect. Simulation tools will be used to study and optimize the design and performance of the Li-S cells. The technical objectives for Phase 2 include the design, fabrication and characterization of progressively larger pouch cells (from 50 mAh to 500 mAh/1000 mAh). The development path will focus on achieving high energy density Li-S cells first and increasing the temperature range at a reasonable number of cycles.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.
该奖项全部或部分由《2021年美国救援计划法案》(公法117-2)资助。这项小型企业技术转移研究(STTR)项目的更广泛影响/商业潜力包括减少美国在电池系统生产和供应方面对外国材料的依赖。随着电动汽车的增加,人们对锂离子电池(LIB)材料短缺的担忧日益加剧。锂硫(Li-S)电池使用的硫更容易获得,成本更低,更环保。锂- s电池不需要使用硫酸或其他更有害的化学物质,这使得它们很容易被处理或回收。该项目将推进知识,以解决开发实用和商业可行(Li-S)电池的挑战。2019年,全球锂硫(Li-S)电池市场价值为6.96亿美元,预计到2028年将达到66.86亿美元,预测期内的复合年增长率为29.6%。Li-S电池主要用于航空、汽车、电子设备和电力能源领域,因为对能量密度更高的环保能源的需求不断增长。锂- s技术有可能提高美国电池制造的安全性。STTR第二期项目旨在解决实用锂电池开发中的重要技术挑战。这些挑战包括有限的循环寿命、高自放电率和充电结束时过热。这些被认为是由穿梭引起的,阴极物质扩散到阳极并直接与金属锂反应。将采用系统方法开发实用的高性能Li-S电池,重点是:性能(高能量密度,大温度范围和可观的循环寿命);安全;和可制造性。该项目结合实验和电化学建模方法,实现了400-600 Wh/kg的锂电池;≥200次;- 20℃至60℃@ 1C。该项目将采用先进的三层多功能分离器和锂金属阳极来解决与穿梭效应相关的问题。仿真工具将用于研究和优化锂电池的设计和性能。第二阶段的技术目标包括设计、制造和表征逐渐变大的袋状电池(从50毫安时到500毫安时/1000毫安时)。开发路径将首先专注于实现高能量密度的Li-S电池,并在合理的循环次数下增加温度范围。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

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 }}

Md Sajibul Alam Bhuyan其他文献

Md Sajibul Alam Bhuyan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 }}

相似国自然基金

Baryogenesis, Dark Matter and Nanohertz Gravitational Waves from a Dark Supercooled Phase Transition
  • 批准号:
    24ZR1429700
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
ATLAS实验探测器Phase 2升级
  • 批准号:
    11961141014
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    3350 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
地幔含水相Phase E的温度压力稳定区域与晶体结构研究
  • 批准号:
    41802035
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于数字增强干涉的Phase-OTDR高灵敏度定量测量技术研究
  • 批准号:
    61675216
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Phase-type分布的多状态系统可靠性模型研究
  • 批准号:
    71501183
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    17.4 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
纳米(I-Phase+α-Mg)准共晶的临界半固态形成条件及生长机制
  • 批准号:
    51201142
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
连续Phase-Type分布数据拟合方法及其应用研究
  • 批准号:
    11101428
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
D-Phase准晶体的电子行为各向异性的研究
  • 批准号:
    19374069
  • 批准年份:
    1993
  • 资助金额:
    6.4 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

STTR Phase II: Fabrication and Structural Testing of a 3D Concrete Printed Anchor for Floating Offshore Wind
STTR 第二阶段:用于浮动海上风电的 3D 混凝土打印锚的制造和结构测试
  • 批准号:
    2333306
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 100万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
STTR Phase II: Optimized manufacturing and machine learning based automation of Endothelium-on-a-chip microfluidic devices for drug screening applications.
STTR 第二阶段:用于药物筛选应用的片上内皮微流体装置的优化制造和基于机器学习的自动化。
  • 批准号:
    2332121
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 100万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
STTR Phase II: Earth-abundant catalyst for power-to-liquids chemical production at the kiloton scale
STTR 第二阶段:地球储量丰富的催化剂,用于千吨级电力转化为液体的化学生产
  • 批准号:
    2304275
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 100万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
STTR Phase II: Dermatologist-level detection of suspicious pigmented skin lesions from high-resolution full-body images
STTR II 期:通过高分辨率全身图像对可疑色素性皮肤病变进行皮肤科医生级别的检测
  • 批准号:
    2335086
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 100万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
STTR Phase II: Thermal Imaging, Augmentation of Microwave Energy in Various Tissues and Chronic Safety
STTR 第二阶段:热成像、增强各种组织中的微波能量和长期安全性
  • 批准号:
    2301440
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 100万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
STTR Phase II: Nanomaterial-based Residual Active Disinfectant for Decreasing Surface Acquired Infections
STTR 第二阶段:基于纳米材料的残留活性消毒剂,用于减少表面获得性感染
  • 批准号:
    2208717
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 100万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
STTR Phase II: Scaling the Purification of Mycosporine-like Amino Acids to Replace Chemical Ultraviolet (UV) Filters and Protect Human and Environmental Health.
STTR 第二阶段:扩大类菌孢素氨基酸的纯化,以取代化学紫外线 (UV) 过滤器并保护人类和环境健康。
  • 批准号:
    2222582
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 100万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
STTR Phase II: Stem Cell Delivery in Microscopic Hydrogel Droplets for Faster and More Complete Healing of Equine Tendon and Ligament Injuries
STTR 第二阶段:以微小水凝胶液滴形式输送干细胞,以更快、更完全地治愈马肌腱和韧带损伤
  • 批准号:
    2304324
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 100万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
STTR Phase II: Development of a Smart Remote Health Management System for Patients with Kidney Disease
STTR二期:为肾病患者开发智能远程健康管理系统
  • 批准号:
    2243718
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 100万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
STTR Phase II: Body fluid identification for forensic purposes using Raman spectroscopy
STTR 第二阶段:使用拉曼光谱法进行体液鉴定
  • 批准号:
    2304318
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 100万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了