Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice și Izotopice Ramnicu Valcea


Contribuții privind realizarea unui sistem de stocare a energiei de tip Li-ion prismatic, destinat aplicațiilor speciale – PriSPEC


 

 

Obiective

Obiective principale :

Obiectivul general al proiectului este de a dezvolta și de a îmbunătăți fezabilitatea și capabilitatea celulelor Li-ion de tip prismatic cu material activ pe bază de LiFePO4 (fosfat de litiu și fier, LFP) prin procesarea catozilor în mediu apos, într-un mod sustenabil.

Obiectivele specifice ale proiectului, direct legate de rezultate, sunt:

SO1 – dezvoltarea de noi arhitecturi de electrozi prin combinarea inovației în designul electrozilor cu îmbunătățiri care depășesc stadiul actual al chimiei catozilor, capabile de o putere ridicată pe parcursul a mai bine de1000 de cicluri (>80% retenția capacității) în celulă.

SO2dezvoltarea unor procese de producție durabilă, în totalitate apoase, pentru materiale și celule şi asigurarea sustenabilității ecologice, optimizarea proceselor de fabricare la scară pilot, pentru a maximiza capacitatea celulelor și rentabilitatea, minimizând în același timp impactul asupra mediului.

SO3demonstrarea, testarea și validarea la scară pilot a celulelor de tip prismatic PrisPEC (TRL4), precum şi reducerea costurilor

Responsabil proiect- Dr. chim. Adnana Spinu-Zaulet

Scop

Scopul proiectului constă în dezvoltarea celulelor prismatice Li-ion pe bază de LiFePO4, prin procesarea apoasă a catozilor, într-o manieră sustenabilă (TRL 4) pentru potențiale aplicații militare. Se are în vedere dezvoltarea și optimizarea celulelor Li-ion de tip prismatic, prin combinarea unui design inovativ de electrod cu îmbunătățire considerabilă față de stadiul actual al tehnologiei LIB (cum ar LiFePO4 – fosfat de litiu și fier (LFP), acoperit cu strat subțire de carbon), prin intermediul unui concept prietenos cu mediul înconjurător, ușor de produs la scară mare, precum și a unor sisteme electrochimice pe bază de electroliți stabili cu siguranță ridicată.

Faze

Faza 1. Studii electrochimice privind evitarea efectelor cinetice – electrozi pe bază de LFP/C și grafit

Termen de predare: 14 Iulie 2023

Obiective faza:

  • Prepararea de amestecuri organice de electrozi (anozi și catozi) folosind solvent organic urmată de depunerea acestora pe substrat metalic folosind tehnologia roll-to-roll;
  • Optimizarea procesului de presare a electrozilor – calcule privind densitatea electrozilor, loading-ul de material activ;
  • Asamblare și testare electrochimică a celulelor Li-ion de tip pouch – single layer pentru validarea rezultatelor;
  • Asamblare și testare electrochimică a celulelor Li-ion de tip pouch – multi layer;

Faza 2. Procesarea apoasă a electrozilor pe bază de LFP/C – grafit și studii electrochimice în celule Li-ion, configurație half-cell

Termen de predare: 15 Noiembrie 2023

Obiective faza:

  • Prepararea de amestecuri organice de electrozi (anozi și catozi) folosind solvent apos;
  • Optimizarea conditiilor de depunere faţă şi faţă – verso (viteza, temperatura, grosime strat depus, încărcare material activ pe suprafaţă);
  • Evaluarea procesului de coroziune;
  • Presarea electrozilor – calcule privind densitatea electrozilor, loading-ul de material activ;
  • Asamblare și testare celule Li-ion de tip CR2032 în configurație half-cell și PatCell;
  • Asamblare și testare celule Li-ion de tip pouch – multi layer;

Faza 3. Designul și asamblarea celulelor prototip de tip prismatic cu ajutorul liniei pilot de realizare și asamblare a bateriilor Li-ion (TRL 4)

Termen de predare: 14 August 2024

Obiective faza:

  • Proiectare carcasă celulă de tip prismatic;
  • Asamblare celule Li-ion de tip prismatic;
  • Testare celule Li-ion de tip prismatic;

Faza 4. Protocoale standard de testare, caracterizare in operando și analiză post-mortem

Termen de predare: 10 Decembrie 2024

Obiective faza:

  • Testarea electrochimică a celulelor;
  • Dezasamblarea celulelor Li-ion de tip prismatic după testare;
  • Caracterizarea fizico-chimică și morfologică a electrozilor;

Faza 5. Proceduri de recondiționare a celulelor de tip prismatic uzate

Termen de predare: 15 Iulie 2025

Obiective faza:

  • Studiu experimental privind procedurile de recondiționare a celulelor Li-ion prismatice uzate ;
  • Colectarea, verificarea și recondiționarea celulelor Li-ion prismatice uzate care îndeplinesc condițiile necesare;
  • Testarea electrochimică a noilor sisteme prismatice recondiționate;

Faza 6. Proceduri de reciclare a celulelor de tip prismatic uzate

Termen de predare: 14 Noiembrie 2025

Obiective faza:

  • Studiu experimental privind procedurile de reciclare a celulelor Li-ion prismatice uzate;
  • Caracterizarea morfologică și fizico-chimică a materialelor recuperate;

Faza 7. Testarea experimentală a materialelor recuperate și evaluarea potențialelor utilizări în noi celule

Termen de predare:14 August 2026

Obiective faza: 

  • Prepararea de noi electrozi folosind materialele recuperate și adaos de materiale noi;
  • Asamblarea de celule Li-ion de tip CR2032 half-cell/full-cell;
  • Testarea electrochimică a noilor electrozi.

© 2023 I.C.S.I. Rm. Vâlcea 

Prin accesarea site-ului nostru sunteți de acord cu utilizarea cookie-urilor, ceea ce ne permite să analizăm preferințele și să vă propunem servicii personalizate adaptate nevoilor dumneavoastră.