SPICY is een samenwerkend onderzoeksproject dat betrekking heeft op de ontwikkeling van een nieuwe generatie Li-ion batterijen die voldoen aan de verwachtingen van eindgebruikers van elektrische voertuigen, met inbegrip van prestaties, veiligheid, kosten, recyclebaarheid en levensduur. Om deze reden beschouwt SPICY de ontwikkeling van nieuwe chemie-materialen, celarchitecturen en verpakking met de ondersteuning van begrips- en modelleringsactiviteiten. SPICY dekt de hele waardeketen tot de toepassing van het eindproduct.
Status
Periode
SPICY richt zich op poly-anionische fosfaten als een positief elektrode materiaal voor Li-ion batterijen. LiFePO4 is bekend als een veiliger en duurzamer kathodemateriaal.
Helaas is zijn energiedichtheid laag door het elektrochemische potentieel van Fe. Een doelstelling van SPICY is het verbinden van metalen die een hoger potentieel hebben dan Fe, waardoor een verhoging van het materiaalpotentieel en dus een hogere energie mogelijk is. Wat het anode materiaal betreft, onderzoekt SPICY twee chemieën. Grafiet wordt gebruikt in huidige Li-ioncellen en blijft een van de belangrijkste anodematerialen voor de volgende generatie Li-ioncellen. Silicium is geschikt voor toepassingen met hoge energiecellen, maar heeft een lagere cyclabiliteit. Silicium wordt onderzocht door middel van nieuwe synthese proces methoden die nanodeeltjes en kern-shell structuren gebruiken om de deeltjesstabiliteit te verbeteren. Actieve en passieve componenten worden geharmoniseerd voor een hogere energiedichtheid, dat wil zeggen poly-anionisch fosfaat / grafiet tot 200 Wh / kg en poly-anionisch / Si tot 230 Wh / kg. Daarnaast worden drie celarchitecturen en de verpakking bestudeerd. Het thermische gedrag van deze cellen wordt onderzocht bij verouderingstests om Li-ioncellen te modelleren. Tenslotte worden SPICY materialen en celprototypes ontwikkeld, rekening houdend met conceptie van eco-design (materiaalselectie, productieproces) en recyclingactiviteiten. Een globale economische strategie en beoordeling wordt opgezet om te bevestigen dat de projectoplossingen het mogelijk maken om de EV-cel te verkopen tegen een kost van 220-290 € / kWh in 2020. Deze kosten zullen verminderen gezien de verbetering van de materiaalprestaties. Een groter actief materiaal Wh / kg betekent minder materiaal om per kWh aan te kopen. Dit vertaalt zich in een kostenvermindering als de materiaalkosten per kg niet stijgen wanneer mAh / g en / of V dat wel doen. Bovendien zal deze kost worden verminderd dankzij het intelligente celontwerp, het productieproces van de cellen en het makkelijk verpakken van de module in de productielijn.
EnergyVille leidt het werkpakket prestatie en veiligheidsbeoordeling. EnergyVille draagt bij aan de ontwikkeling van gedrags- en voorspellende modellen voor de prestaties en het levensduur van de batterijen onder verschillende praktische operationele omstandigheden. Daarnaast bestudeert EnergyVille samen met VITO de marktacceptatie van de nieuwe celgeneraties door middel van levenscyclusanalyse en kostenbeoordeling.
