STTR Phase I: Potassium Ion Battery with Intermediate Charge Rate Competes with Lithium Ferrophosphate (LFP)-based Lithium-Ion Batteries (LIBs)
STTR 第一阶段:具有中等充电速率的钾离子电池与基于磷酸铁锂 (LFP) 的锂离子电池 (LIB) 竞争
基本信息
- 批准号:2332113
- 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:2024-03-15 至 2025-02-28
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader/commercial impact of this Small Business Technology Transfer (STTR) Phase I project addresses the growing demand for "beyond lithium (Li)-ion" technologies by developing Potassium (K) Ion Batteries (KIB) as sustainable alternatives for Lithium (Li)-Ion Batteries (LIBs). In 2022, the market for Lithium-Iron Phosphate (LFP) batteries was valued at $12.5 billion, and projections suggest it will reach $52.7 billion by 2030, with a notable 19.7% compound annual growth rate (CAGR) from 2023 to 2030. The main driver behind this growth is the increasing adoption of electric vehicles (EVs). KIBs have the potential to become a cost-effective performance alternative to LIBs in EV and stationary applications with a domestic materials supply chain. The primary objective of this project is to enhance KIB performance, particularly focusing on enabling fast charge cycling for EVs applications. This endeavor aligns with the pursuit of a sustainable energy future, reduced dependence on critical materials, and the promotion of economic growth.The intellectual merit of this project addresses a key question in “beyond Li-ion” energy storage systems: Why do non-Li architectures, that should in principle function as well as Li architectures, fall short at faster charging rates and how can this be resolved? While individual non-Li components (cathode, anode, and electrolyte) are highly promising in terms of charge transfer and storage behavior, why does the holistic system fall short? In a broader sense, resolving this quandary could potentially enable other earth abundant non-Li architectures to become viable, enabling domestically sourced energy systems to flourish. The commercially focused effort operates at the core of structure-functional properties relations within non-Li systems, where there is markedly much less understanding versus existing LIBs. The project will unravel key structure-properties relations in the nominally more reactive K-based architectures. This collaborative effort will allow for a broad spectrum of learning, starting at basic mechanistic insight at meso scale and advancing to commercially relevant full KIB pouch cell testing.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.
该小企业技术转让 (STTR) 第一阶段项目的更广泛/商业影响通过开发钾 (K) 离子电池 (KIB) 作为锂 (Li) 的可持续替代品,满足了对“超越锂 (Li) 离子”技术不断增长的需求。 ) )-离子电池 (LIB),预测表明,2022 年磷酸铁锂 (LFP) 电池的市场价值为 125 亿美元。到 2030 年,这一数字将达到 527 亿美元,2023 年至 2030 年复合年增长率 (CAGR) 高达 19.7%。这一增长背后的主要驱动力是电动汽车 (EV) 的日益普及,有可能成为一种成本。 - 电动汽车和固定应用中锂离子电池的有效性能替代品,具有国内材料供应链 该项目的主要目标是提高 KIB 性能,特别注重实现快速充电循环。电动汽车应用。这一努力与追求可持续能源未来、减少对关键材料的依赖以及促进经济增长相一致。该项目的智力价值解决了“超越锂离子”储能系统的一个关键问题:为什么非锂架构原则上应该与锂架构一样,但是在更快的充电速率下却表现不佳,而单个非锂组件(正极、负极和电解质)在充电方面非常有前景,如何解决这个问题?电荷转移和存储行为,从更广泛的意义上来说,解决这一难题可能会使其他地球上资源丰富的非锂架构变得可行,从而使国内能源系统蓬勃发展。与现有的 LIB 相比,该项目将在名义上更具反应性的基于 K 的体系结构中解开关键的结构-属性关系,这种协作努力将允许广泛的学习。开始于该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值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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