SBIR Phase I: A unique aerogel-based separator technology for safety and ultrafast charging of batteries
SBIR 第一阶段:独特的基于气凝胶的隔膜技术,可实现电池的安全和超快速充电
基本信息
- 批准号:2304448
- 负责人:
- 金额:$ 27.45万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-09-15 至 2024-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact of this Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project will improve battery market and contribute towards the shift to affordable and clean energy solutions. The company’s novel aerogel membrane separator exhibits performance characteristics that address the major limitations of existing batteries. The enhanced durability and stability provided by the membrane make batteries highly suitable for electric vehicles (EVs) and other applications, such as mobile phones, tablets, drones, cordless power tools, and e-bikes. Electric vehicles offer the most likely solution to reduce the environmental impact of transport in the US by contributing towards a significant reduction in the usage of fossil fuels and the subsequent emissions of greenhouse gases. This technology seeks to improve the overall lifespan of batteries and ensure that they can endure rigorous usage conditions, thereby increasing the reliability and range of EVs, while decreasing the frequency and time of charging and battery replacement. Similarly, in the realm of electronics, the extended battery life translates into enhanced device performance, reduced downtime, and ultimately improved user experience.This SBIR Phase I project examines the technical feasibility of the company’s aerogel technology as a separator membrane. This membrane is formed by a unique 3-dimensional orientation and functionalization of hexagonal boron nitride sheets (h-BN) combined with boron nitride nanotubes (BNNTs). Current separators are limited by poor thermal stability, subsequently causing the battery industry to face challenges such as long charging times, safety risks associated with high heat generation rates, and low battery performance due to the lack of enough energy capacity. This solution allows for ultra-fast charging (extending the battery rating to 10C) and improved safely (allowing batteries to operate up to 200 °C), while enhancing cyclability, capacity, and power density. The research activities that will allow characterization of the aerogel are functionalization of the membrane with various chemical moieties to enhance ion conductivity, internal series resistance, and lithium plating resistance and investigation and testing of the aerogel pore size formation for a uniform size distribution to prevent lithium plating and penetration of active particles, while maximizing ionic conductivity.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.
小企业创新研究(SBIR)第一阶段项目的更广泛影响将改善电池市场,并有助于向负担得起的清洁能源解决方案转变。该公司的新型气凝胶隔膜具有解决现有电池主要局限性的性能特点。薄膜提供的增强的耐久性和稳定性使电池非常适合电动汽车(EV)和其他应用,如移动的电话、平板电脑、无人机、无绳电动工具和电动自行车。电动汽车提供了最有可能的解决方案,以减少运输对环境的影响,在美国,通过促进对化石燃料的使用和随后的温室气体排放的显着减少。这项技术旨在提高电池的整体寿命,并确保它们能够承受严格的使用条件,从而提高电动汽车的可靠性和续航里程,同时减少充电和更换电池的频率和时间。同样,在电子领域,电池寿命的延长意味着设备性能的提高、停机时间的减少,以及最终用户体验的改善。SBIR第一阶段项目考察了公司气凝胶技术作为隔膜的技术可行性。这种膜是由六方氮化硼片(h-BN)与氮化硼纳米管(BNNT)结合的独特三维取向和功能化形成的。目前的隔板受到热稳定性差的限制,随后导致电池行业面临挑战,例如充电时间长,与高发热率相关的安全风险,以及由于缺乏足够的能量容量而导致的电池性能低下。该解决方案允许超快速充电(将电池额定值扩展到10 C),并提高了安全性(允许电池在高达200 °C的温度下工作),同时提高了循环能力,容量和功率密度。将允许气凝胶表征的研究活动是用各种化学部分官能化膜以增强离子传导性、内部串联电阻和耐锂电镀性,以及研究和测试气凝胶孔径形成以获得均匀的尺寸分布以防止锂电镀和活性颗粒的渗透,该奖项反映了NSF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 }}
Onur Ergen其他文献
Robust atrial fibrillation monitoring utilizing graphene aerogel-based nano-tattoo
利用基于石墨烯气凝胶的纳米纹身进行稳健的心房颤动监测
- DOI:
10.1016/j.matlet.2021.129525 - 发表时间:
2021 - 期刊:
- 影响因子:3
- 作者:
Onur Ergen - 通讯作者:
Onur Ergen
Sağlık İzleme için Grafen Aerojel Bazlı Nanojeneratörler
- DOI:
10.31590/ejosat.863610 - 发表时间:
2021-02 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Onur Ergen - 通讯作者:
Onur Ergen
Hexagonal boron nitride incorporation to achieve high performance Li4Ti5O12 electrodes
- DOI:
10.1063/5.0004376 - 发表时间:
2020-04 - 期刊:
- 影响因子:1.6
- 作者:
Onur Ergen - 通讯作者:
Onur Ergen
Hexagonal boron nitride as a cationic diffusion barrier to form a graded band gap perovskite heterostructure
六方氮化硼作为阳离子扩散势垒形成梯度带隙钙钛矿异质结构
- DOI:
- 发表时间:
2016 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Onur Ergen;Stephen Matthew Gilbert;S. Turner;A. Zettl - 通讯作者:
A. Zettl
Graded bandgap perovskite solar cells
分级带隙钙钛矿太阳能电池
- DOI:
10.1038/nmat4795 - 发表时间:
2016-11-07 - 期刊:
- 影响因子:38.500
- 作者:
Onur Ergen;S. Matt Gilbert;Thang Pham;Sally J. Turner;Mark Tian Zhi Tan;Marcus A. Worsley;Alex Zettl - 通讯作者:
Alex Zettl
Onur Ergen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
SBIR Phase I: Novel Reusable Launch Platform: Two-Body Separation Under Unique Aerodynamic Circumstances
SBIR第一阶段:新型可重复使用发射平台:独特气动环境下的两体分离
- 批准号:
2233168 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase I: Development of Unique Flavor Peptide Ingredients to Create Authentic, Sustainable, and Cost-effective Plant-based Food Products
SBIR 第一阶段:开发独特的风味肽成分,创造真实、可持续且具有成本效益的植物性食品
- 批准号:
2136551 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase I: Sensitive and Rapid Endotoxin Assays via a Unique Optical Biosensor-Based Limulus Amoebocyte Lysate Test
SBIR 第一阶段:通过独特的基于光学生物传感器的鲎变形细胞裂解物测试进行灵敏、快速的内毒素测定
- 批准号:
2014915 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase II: VocaliD - Infusing Unique Vocal Identities into Synthesized Speech
SBIR 第二阶段:VocaliD - 将独特的声音特征注入合成语音中
- 批准号:
1555608 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase I: VocaliD - Infusing Unique Vocal Identities into Synthesized Speech
SBIR 第一阶段:VocaliD - 将独特的声音特征注入合成语音中
- 批准号:
1447995 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase I: New Low-Cost Approaches to Energy-Efficient Enriched Oxygen From Air Using Unique High-Permeability Membranes
SBIR 第一阶段:利用独特的高渗透性膜从空气中获取高能效富氧的低成本新方法
- 批准号:
0944518 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase I: Developing An Unique Variable Orifice Fuel Injector to Enable Advanced Mixed-Mode Combustion
SBIR 第一阶段:开发独特的可变孔口燃油喷射器以实现先进的混合模式燃烧
- 批准号:
0945850 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase II: Carbon Fiber/Boron Nitride Matrix Composites: A Unique Low Wear Friction Material
SBIR 第二期:碳纤维/氮化硼基复合材料:一种独特的低磨损摩擦材料
- 批准号:
0321629 - 财政年份:2003
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase I: Carbon Fiber/Boron Nitride Matrix Composites: A Unique Low Wear Friction Material
SBIR 第一阶段:碳纤维/氮化硼基复合材料:一种独特的低磨损摩擦材料
- 批准号:
0127834 - 财政年份:2002
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase I: Unique Catalytic System for Maleic Anhydride Production
SBIR 第一阶段:用于马来酸酐生产的独特催化系统
- 批准号:
9960158 - 财政年份:2000
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Standard Grant