All-solid-state Interface-free Li-ion Batteries

全固态无接口锂离子电池

基本信息

  • 批准号:
    1235719
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-09-01 至 2016-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PI: Chunsheng WangProposal Number: CBET 1235719Institution: University of Maryland College ParkTitle: All-solid-state Interface-free Li-ion BatteriesThis research project aims to revolutionize the current concept of solid-state Li-ion battery fabricating a single continuous phase for the anode, electrolyte, and cathode, and thus, eliminating the highly resistive interfaces between the electrolyte and electrodes found in conventional solid-state Li-ion batteries. Advanced Li-ion battery technology will play a critical role in the realization of Hybrid Electric Vehicles, Electric Vehicles, and the increasingly critical field of renewable energy. Current solid-state Li-ion batteries have much lower energy and power densities than liquid electrolyte batteries due to the use of three different materials for the anode, the cathode, and the electrolyte causing high interfacial resistance between the solid electrolyte and the solid electrodes. This project focuses on three primary research thrusts (1) To understand the formation mechanism of interface-free solid-state Li-ion batteries, (2) To explore the effect of interface properties on solid-state Li-ion batteries, and (3) To discover the relationship between electrochemical performance, material structure, and material composition of potential material for fabricating high temperature solid-state Li-ion batteries.The intellectual merit of the proposed research lies in exploring and overcoming the challenges associated with the electrode and electrolyte interfaces, which are the main contributing causes of the poor cycle life and low power density of current solid-state batteries. The elimination of such interfaces will enable the miniaturization of a solid-state Li-ion battery to a true nano-size power source, and allow Li-ion batteries to operate efficiently in high temperature environment due to their inherent safety merit. Understanding the relationship between performance and battery structure will enable strategic design of interface-free Li-ion batteries. The success of this project will potentially lead to new Li-ion battery markets, and will have a profound impact on the electronic, automobile, and renewable energy industries. The proposed project will help train the scientific workforce for both academic communities and energy storage industries. This outreach will provide a broader horizon for academic success in a region well-poised to contribute to the diversity of the scientific workforce.
PI:Chunsheng Wangpropoposal编号:CBET 1235719 INSTITITION:马里兰州大学学院公园:全稳态的无界面液体液体液体触发式研究项目旨在彻底改变固态液化液体电池的当前概念,从而在阳极,电子,电动机和大量互动中构建单个连续阶段,从而消除电动机,和大管构建,并消除电动界,并消除电源,并且消除了电源,并消除了电源,并且是电动的电源,并且是电动电池的构建,并且是电动电池的构建,并且是电动电池,并且是电动型电池的构建,并且是电子电池,并且是电动电池的,并且是电动电池的,并且是电动电池的,并且是电动电池的构建,并且是电子电池的概念固态锂离子电池。 先进的锂离子电池技术将在实现混合动力汽车,电动汽车以及日益关键的可再生能源领域中发挥关键作用。当前的固态锂离子电池的能量和功率密度要比液体电池电池低得多,因为在阳极,阴极和电解质上使用了三种不同的材料,导致固体电解质和固体电极之间的高界面电阻。该项目侧重于三项主要研究推力(1),以了解无接口固态锂离子电池的形成机制,(2)探索界面特性对固态锂离子电池的影响,以及(3)发现电化学性能,材料结构和材料构成固体效果的潜在材料构成的物质构成的质量效果。与电极和电解质界面相关的挑战,这是循环寿命差的主要原因和当前固态电池的低功率密度的主要原因。消除此类界面将使固态锂离子电池的微型化为真正的纳米大小电源,并允许锂离子电池在高温环境中有效地在高温环境中有效运行。了解性能与电池结构之间的关系将实现无接口锂离子电池的战略设计。该项目的成功将有可能导致新的锂离子电池市场,并将对电子,汽车和可再生能源行业产生深远的影响。拟议的项目将帮助培训学术社区和能源存储行业的科学劳动力。这种推广将在一个耗资良好的地区为科学劳动力的多样性做出贡献的地区提供更广泛的学术成功范围。

项目成果

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  • 通讯作者:
    J. Zeng

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