Materials chemistry and electrochemistry of O-redox cathode materials

O-氧化还原正极材料的材料化学和电化学

基本信息

  • 批准号:
    2597608
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2021 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This project falls within the EPSRC Physical Sciences and Energy research areas.The invention of lithium ion batteries in the last century revolutionised portable electronics and they are now playing a key role in efforts to combat climate change. In addition to their use in consumer electronics, they are now supporting the integration of renewables into the electricity grid and the transition to electric vehicles. As dependence on batteries grows there is a demand for higher energy density, safer and cheaper materials. The cathode represents one of the greatest barriers to increasing the energy density of lithium ion batteries.Currently most lithium batteries contain a transition metal oxide cathode, containing Ni, Mn and Co. There are supply and ethical issues surrounding the use of cobalt and there is a desire to reduce the amount of cobalt used in cathode materials. Another challenge is to increase the energy density by finding new cathode materials - this would increase the range of an electric vehicle. In recent years a new class of cathode materials have emerged that have the potential to significantly increase the energy density of lithium ion cells. These materials exhibit capacities beyond those expected based on transition metal redox and it has been shown that the additional capacity comes from the storage of charge on oxide ions. This has been termed anionic redox and has been observed in a number of materials. These materials are promising candidates for the next generation of cathode materials but there are number of challenges that must be addressed to realise their practical application, including oxygen loss, slow kinetics and structural instability.This project will investigate the fundamental processes underlying anionic redox to tackle these problems and direct materials discovery. New materials which are expected to show anionic redox will be synthesised. These materials will ideally show limited voltage drop, hysteresis and capacity fade. Characterisation will be carried out to understand the structural changes taking place during cycling. This will involve the modification of existing and development of new tecnhiques. The knowledge of how and why these changes occur will be used to devise strategies for designing new materials, e.g. tuning composition.The research methodology will involve a number of synthetic techniques, including co-precipitation, hydrothermal and solid-state. A wide range of characterisation techniques will be used to investigate the structural and electronic changes that occur during cycling. Techniques including diffraction, nuclear magnetic resonance spectroscopy and electron microscopy will be used to study structural changes. National and international facilities will be used to carry out ex-situ and operando measurements and techniques such as resonant inelastic X-ray scattering and X-ray absorption scattering will be used to investigate electronic changes.
该项目属于EPSRC物理科学和能源研究领域。上个世纪锂离子电池的发明彻底改变了便携式电子产品,现在它们在应对气候变化的努力中发挥着关键作用。福尔斯。除了在消费电子产品中的应用外,它们现在还支持可再生能源与电网的整合以及向电动汽车的过渡。随着对电池依赖的增长,对更高能量密度、更安全和更便宜的材料的需求也在增加。阴极是提高锂离子电池能量密度的最大障碍之一。目前,大多数锂电池含有过渡金属氧化物阴极,其含有Ni、Mn和Co。围绕钴的使用存在供应和道德问题,并且期望减少阴极材料中使用的钴的量。另一个挑战是通过寻找新的阴极材料来提高能量密度-这将增加电动汽车的行驶里程。近年来,已经出现了一类新的阴极材料,其具有显著增加锂离子电池的能量密度的潜力。这些材料表现出超出基于过渡金属氧化还原所预期的容量,并且已经表明额外的容量来自于在氧化物离子上储存电荷。这被称为阴离子氧化还原,并已在许多材料中观察到。这些材料是下一代阴极材料的有希望的候选者,但要实现它们的实际应用,必须解决许多挑战,包括氧损失,缓慢的动力学和结构不稳定性。本项目将研究阴离子氧化还原的基本过程,以解决这些问题并指导材料的发现。将合成预期显示阴离子氧化还原的新材料。这些材料将理想地显示有限的电压降、滞后和容量衰减。将进行表征,以了解循环过程中发生的结构变化。这将涉及现有技术的改进和新技术的开发。关于这些变化如何以及为什么发生的知识将用于设计新材料的策略,例如调整成分。研究方法将涉及一些合成技术,包括共沉淀,水热和固态。广泛的表征技术将被用来研究在循环过程中发生的结构和电子变化。包括衍射、核磁共振光谱和电子显微镜在内的技术将用于研究结构变化。将利用国家和国际设施进行非现场和操作性测量,并将利用共振非弹性X射线散射和X射线吸收散射等技术调查电子变化。

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 }}

其他文献

吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
生命分子工学・海洋生命工学研究室
生物分子工程/海洋生物技术实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:

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 }}

{{ truncateString('', 18)}}的其他基金

An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
  • 批准号:
    2901954
  • 财政年份:
    2028
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
  • 批准号:
    2896097
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
  • 批准号:
    2780268
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
  • 批准号:
    2908918
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
  • 批准号:
    2908693
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
  • 批准号:
    2908917
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
  • 批准号:
    2879438
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
  • 批准号:
    2890513
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
CDT year 1 so TBC in Oct 2024
CDT 第 1 年,预计 2024 年 10 月
  • 批准号:
    2879865
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
  • 批准号:
    2876993
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship

相似国自然基金

SCIENCE CHINA Chemistry
  • 批准号:
    21224001
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
接枝IKVAV多肽和NGF的水凝胶对神经干细胞分化影响及其机制的研究
  • 批准号:
    51103112
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
新型二茂铁基四咪唑类大环配体的合成、表征及其金属配合物在非均相C-C偶联反应中的应用研究
  • 批准号:
    21102132
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Science China Chemistry
  • 批准号:
    21024801
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
高温气化过程中煤灰矿物质演变规律的量子化学计算与实验研究
  • 批准号:
    50906055
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
运用Linkage Chemistry合成新型聚合物缀合物和刷形共聚物
  • 批准号:
    20974058
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于诱导ES细胞定向分化的化合物库构建和信号转导分子事件发现
  • 批准号:
    90813026
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
新型亲水作用色谱分离材料制备及其应用
  • 批准号:
    20775079
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
合成新的树枝状共轭大分子
  • 批准号:
    20674049
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
计算化学E-SCIENCE研究与示范应用
  • 批准号:
    90612016
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    160.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

Developing Electrochemical Sensors to Enable Quantitative Measure of Gliotransmitter Release from Astrocytes
开发电化学传感器以定量测量星形胶质细胞释放的胶质递质
  • 批准号:
    10752836
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Electrically Driven C-H Functionalization with CuII/CuIII Redox Catalysts
使用 CuII/CuIII 氧化还原催化剂进行电驱动 C-H 官能化
  • 批准号:
    10419770
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Molecular Electrochemistry as Enabling Technology in Inorganic and Bioinorganic Chemistry
分子电化学作为无机和生物无机化学的使能技术
  • 批准号:
    RGPIN-2020-05851
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Electrocatalysis for the synthesis of chiral and PET imaging pharmaceuticals
电催化合成手性和 PET 成像药物
  • 批准号:
    10681378
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Electrochemical Therapy for Scar Treatments (Resubmission)
电化学疗法治疗疤痕(重新提交)
  • 批准号:
    10483618
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Electrocatalysis for the synthesis of chiral and PET imaging pharmaceuticals
电催化合成手性和 PET 成像药物
  • 批准号:
    10661909
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Miniaturized silicon neurochemical probe to monitor brain chemistry
用于监测大脑化学物质的微型硅神经化学探针
  • 批准号:
    10401696
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Electrically Driven C-H Functionalization with CuII/CuIII Redox Catalysts
使用 CuII/CuIII 氧化还原催化剂进行电驱动 C-H 官能化
  • 批准号:
    10629279
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
New precursors for diverse radical reactions enabled by potent photoreductants
强效光还原剂实现多种自由基反应的新前体
  • 批准号:
    10600016
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Development of bio-integrated devices to enhance transplant survival for subcutaneous encapsulated cell therapies
开发生物集成设备以提高皮下封装细胞疗法的移植存活率
  • 批准号:
    10525644
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了