STTR Phase I: Advanced Lithium Metal Anodes for Solid-State Batteries
STTR 第一阶段:用于固态电池的先进锂金属阳极
基本信息
- 批准号:2335454
- 负责人:
- 金额:$ 27.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2024
- 资助国家:美国
- 起止时间:2024-04-01 至 2024-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This Small Business Technology Transfer (STTR) Phase I project enables high-performance and low-cost lithium metal anodes to be used in solid-state batteries. This solid-state battery technology, with fast charge and cycle lifetime, has been demonstrated using a lithium metal foil as the anode. However, lithium metal foil is a major cost driver and, thus, a commercial barrier. This research focuses on the development of pre-lithiation processes for 3-dimensional scaffolding materials to introduce a lithium source to the high-performance anode at a far cheaper cost than that of lithium metal foil. By removing the cost barrier to this solid-state battery platform, this project will enable the technology to expand the number of vehicle market segments that can electrify. This high-performance technology, combined with the underlying solid-state batteries, will address a $1 billion market for fast-charging electric vehicles that is rapidly growing.The intellectual merit of this project is to determine the feasibility of using multiple alternative lithium sources in place of thick lithium metal foil in the anode of solid-state batteries. The research also seeks to develop an understanding of the kinetics and thermodynamics of the lithiation process in the solid-state battery. While high performing, thick lithium metal foil is a challenge to process with roll-to-roll manufacturing. This research and development will focus on methods to include lithium in the anode that are more easily combined with typical manufacturing processes. The team will investigate the fundamental kinetics and thermodynamics of each approach’s lithiation and de-lithiation process during cycling. By identifying alternative lithium sources with comparable kinetics to lithium metal foil, this project will develop a high-performance anode that greatly improves the manufacturability of the solid-state battery cells.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.
这个小型企业技术转移(STTR)第一阶段项目使高性能和低成本的锂金属阳极能够用于固态电池。这项固态电池技术具有快速充电和循环寿命,已被证明使用锂金属箔作为阳极。然而,锂金属箔是一个主要的成本驱动因素,因此是一个商业障碍。这项研究致力于开发三维支架材料的预锂化工艺,以比锂金属箔低得多的成本将锂源引入高性能阳极。通过消除固态电池平台的成本障碍,该项目将使该技术能够扩大可以电气化的汽车细分市场的数量。这项高性能技术与底层固态电池相结合,将满足快速增长的10亿美元快速充电电动汽车市场的需求。该项目的智力优势是确定在固态电池的负极中使用多种替代锂源来取代厚厚的锂金属箔的可行性。这项研究还试图加深对固态电池中锂化过程的动力学和热力学的理解。虽然高性能、厚的锂金属箔是卷到卷制造工艺的一个挑战。这项研究和开发将专注于在阳极中包含锂的方法,这些方法更容易与典型的制造工艺相结合。该团队将研究每种方法在循环过程中锂离子和去锂离子过程的基本动力学和热力学。通过寻找与锂金属箔具有类似动力学的替代锂源,该项目将开发一种高性能的阳极,极大地改善固态电池单元的可制造性。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势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
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
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