STTR Phase I: Using Nanoparticle Oxide Coatings to Increase Cycle Life of Cathode Materials for Li-Ion Batteries
STTR 第一阶段:使用纳米颗粒氧化物涂层提高锂离子电池正极材料的循环寿命
基本信息
- 批准号:1010409
- 负责人:
- 金额:$ 14.99万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2010
- 资助国家:美国
- 起止时间:2010-07-01 至 2011-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This Small Business Technology Transfer Phase I project will seek to improve the performance of the cathode materials used in lithium-ion (Li-ion) batteries. LiCoO2 is the primary cathode material, but it is relatively expensive, and has safety concerns. A safer alternative is LiMn2O4, but its utilization is limited by a relatively higher fade capacity; i.e. decrease in capacity with repeated cycling. The project will investigate the effects of nanoporous structure of ceramic coatings on the fade capacity of LiMn2O4. Different material composition and firing temperatures of thin-film coatings of titania and zirconia nanoparticles on LiMn2O4 will be studied. Fixed rate cycle tests (1C) will be performed at a temperature of 55C for different coating formulations to determine the number of cycles before the capacity decreases to 80% of the initial value. The best performing formulation will be tested further using both high-rate cycling for at least 200 cycles and progressive rate cycling. This formulation will also be tested on LiCoO2. The goal is to increase the life of the coated cathode material by an order of magnitude as compared to the uncoated material. This project is also expected to provide additional understanding of nanoparticle coating techniques that may be applicable to variety of energy storage applications.The broader/commercial impact of this project, if successful, will result in improvements in the cycle life of Li-ion batteries and allow the use of safer materials. Although lithium-ion batteries have gained wide acceptance in consumer electronic products, their use in other markets, particularly transportation applications, has been limited by their lifetimes and safety concerns. Improving the lifetime of the safer materials used in these batteries can enhance Li-ion batteries' penetration into transportation and other large markets, enabling access to a $7 billion end user market. The successful outcome of this project will impact applications where there is a need for enhanced cycle life and thermal stability.
该小型企业技术转让第一阶段项目将寻求提高锂离子(Li-ion)电池中使用的阴极材料的性能。 LiCoO2是主要的正极材料,但它相对昂贵,并且存在安全问题。 更安全的替代品是 LiMn2O4,但其利用率因相对较高的褪色能力而受到限制;即容量随着重复循环而降低。 该项目将研究陶瓷涂层的纳米孔结构对LiMn2O4褪色能力的影响。 将研究 LiMn2O4 上二氧化钛和氧化锆纳米颗粒薄膜涂层的不同材料成分和烧制温度。 对于不同的涂层配方,将在55℃的温度下进行固定速率循环测试(1C),以确定容量下降到初始值的80%之前的循环次数。 性能最佳的配方将使用至少 200 个循环的高速率循环和渐进速率循环进行进一步测试。 该配方还将在 LiCoO2 上进行测试。 目标是与未涂层材料相比,将涂层阴极材料的寿命延长一个数量级。 该项目还有望提供对可能适用于各种储能应用的纳米颗粒涂层技术的更多了解。如果成功,该项目的更广泛/商业影响将导致锂离子电池和锂离子电池的循环寿命的改善。允许使用更安全的材料。 尽管锂离子电池在消费电子产品中获得了广泛接受,但其在其他市场(特别是运输应用)中的使用却因其寿命和安全问题而受到限制。 提高这些电池中使用的更安全材料的使用寿命可以增强锂离子电池在交通运输和其他大型市场中的渗透率,从而进入价值 70 亿美元的最终用户市场。 该项目的成功结果将影响需要增强循环寿命和热稳定性的应用。
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)
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