Hybrid electrolyte membranes for the next-generation printable all-solid lithium batteries

用于下一代可印刷全固体锂电池的混合电解质膜

基本信息

  • 批准号:
    568645-2021
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Alliance Grants
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2021-01-01 至 2022-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Electric Vehicles (EVs) play a critical role in our formidable task of transitioning towards a low-carbon economy. The global EV market continues to grow at a rate that is faster than ever before. (now ~$250 billion and projected a four-fold expansion by 2027) This rapid growth drives rising demand for safe and robust batteries that can deliver more energy in a limited physical size. Conventional lithium-ion batteries that dominate the EV market use carbonate-based liquid electrolytes that are flammable and prone to volume expansion, posing severe safety hazards. Equally importantly, additional packing accessories are required to prevent electrolyte leakage, limiting the maximum energy and power a battery can ultimately deliver per unit volume. Replacing liquid-electrolyte with solid will enable smaller batteries with higher energy density and improved safety, key features to support long-distance driving and heavy-duty vehicles. (e.g., e-trucks and e-buses) Driven by the EV market growth, the solid-state battery market also expects an approximately four-fold expansion by 2027, projecting tremendous opportunities. This program will develop a printable, mechanically enhanced hybrid electrolyte membrane (HEM) that enables the cost-effective manufacturing of safe, high-energy solid-state lithium batteries. HEM exhibiting the same performance does not yet exist in the current market. In this 2-year AI-supported program, our team will synthesize the HEM by integrating our recently discovered air-stable ceramic conductor with a "mechanical strengthen agent" - a polymeric additive derived from local industrial byproducts. These activities will prepare our initial group of products for commercialization at TRL 4 (expected in 24 months). Beyond, we aim to develop a market-orientated business expansion plan towards solid-state battery prototypes with our existing and new partners - the end-users. (i.e., Toyota, GM, Tesla, etc.) This program will also serve as a training platform for the next-generation R&D experts leading the local solid-state battery industrial sector grown from this initiative.
电动汽车 (EV) 在我们向低碳经济转型的艰巨任务中发挥着关键作用。全球电动汽车市场继续以前所未有的速度增长。 (目前约为 2500 亿美元,预计到 2027 年将增长四倍)这种快速增长推动了对安全、坚固的电池的需求不断增长,这些电池可以在有限的物理尺寸内提供更多的能量。主导电动汽车市场的传统锂离子电池使用碳酸盐基液体电解质,该电解质易燃且容易体积膨胀,存在严重的安全隐患。同样重要的是,需要额外的包装配件来防止电解液泄漏,从而限制电池每单位体积最终可提供的最大能量和功率。用固体电解质取代液体电解质将使电池体积更小,能量密度更高,安全性更高,这是支持长途驾驶和重型车辆的关键特性。 (例如电动卡车和电动巴士)在电动汽车市场增长的推动下,固态电池市场预计到 2027 年将扩大约四倍,蕴藏着巨大的机遇。该项目将开发一种可印刷的机械增强混合电解质膜(HEM),能够以经济高效的方式制造安全、高能固态锂电池。当前市场上尚不存在具有相同性能的 HEM。在这个为期 2 年的人工智能支持计划中,我们的团队将通过将我们最近发现的空气稳定陶瓷导体与“机械增强剂”(一种源自当地工业副产品的聚合物添加剂)相结合来合成 HEM。这些活动将为我们的第一批产品做好 TRL 4 商业化的准备(预计 24 个月内)。此外,我们的目标是与我们现有的和新的合作伙伴(最终用户)一起制定以市场为导向的固态电池原型业务扩展计划。 (即丰田、通用、特斯拉等)该项目还将作为培养下一代研发专家的培训平台,引领当地固态电池产业领域的发展。

项目成果

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Histidine Ligated Iron-Sulfur Peptides.
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