I-Corps: Molecular layer deposition for polymer cathode fabrication
I-Corps:用于聚合物阴极制造的分子层沉积
基本信息
- 批准号:2344900
- 负责人:
- 金额:$ 5万
- 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:2023-11-15 至 2024-10-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this I-Corps project is the development of a more sustainable electrical energy storage technology. The proposed technology is designed to replace expensive and rare inorganic materials used in lithium-ion battery (LIB) cathodes with low-cost organic polymers. The proposed technology may offer a domestically sourced, sustainable material solution that enhances charging speed and charge storage capacity of LIBs. This technology may benefit multiple industries by reducing raw materials and manufacturing costs while maintaining battery performance. Reducing the cost and improving the performance of LIBs may impact a range of industries including electric vehicles, consumer electronics, and renewable energy storage. In addition, using domestic feedstocks for LIBs may benefit national security by preventing supply chain disruptions from impacting these sectors.This I-Corps project is based on the development of a molecular layer deposition (MLD) method for synthesizing polymer cathode materials for lithium-ion batteries (LIBs). The proposed technology is focused on displacing traditional transition metal oxide (TMO) cathodes by leveraging MLD to produce polymer-based cathodes with controlled structure and morphology. Results demonstrate controlled growth of high-capacity, fast-charging polymer thin films using MLD. These polymer films exhibit improved charge storage properties over materials formed using traditional polymer synthesis. These beneficial properties are achieved by controlling the thickness, composition, and interchain crosslinking of polymer thin films with molecular-level precision. In addition, the MLD polymer materials nay be easily integrated into existing battery architectures, providing a pathway for market transition.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I-Corps项目的更广泛的影响/商业潜力是开发更可持续的电气存储技术。拟议的技术旨在替代与低成本有机聚合物中锂离子电池(LIB)阴极中使用的昂贵且稀有的无机材料。 拟议的技术可能会提供一种国内采购的可持续材料解决方案,可提高LIBS的充电速度和充电存储能力。该技术可以通过降低原材料和制造成本,同时保持电池性能,从而使多个行业受益。降低成本并提高LIB的性能可能会影响一系列行业,包括电动汽车,消费电子产品和可再生能源存储。此外,使用国内原料进行LIB,可以通过防止供应链破坏影响这些部门来使国家安全受益。该I-Corps项目基于合成岩石型电池(LIBS)的聚合物阴极材料的分子层沉积(MLD)方法的开发。提出的技术集中于通过利用MLD生产具有控制结构和形态的聚合物的阴极来取代传统的过渡金属氧化金属(TMO)阴极。结果表明,使用MLD的高容量,快速充电聚合物薄膜的受控生长。与使用传统聚合物合成形成的材料相比,这些聚合物膜具有改善的电荷存储特性。这些有益的特性是通过控制分子级精度的聚合物薄膜的厚度,组成和链交联来实现的。此外,MLD聚合物材料和材料很容易被整合到现有的电池架构中,提供了市场过渡的途径。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和更广泛影响的评估评估标准通过评估来支持的。
项目成果
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