Reaktionsmekanism för infångande polymerer inuti batterier

Tidsperiod:

1 januari 2024 – 31 december 2027

Projektledare:

Guiomar Hernández

Finansiär:

Vetenskapsrådet

Bidragstyp:

Bidrag för anställning eller stipendier

Budget:

4 000 000 SEK

Behovet av att nå ett fossilfritt samhälle är akut. En effektiv implementering av förnybara och rena energikällor kräver dock användning av batterier som kombinerar extremt hög prestanda med pålitlighet, hållbarhet och säkerhet. Tyvärr medför ofta en ökning av batteriets energiinnehåll både en snabbare åldring samt högre risker, då en mer reaktiv kemisk miljö skapas.En av de mest kritiska komponenterna som genererar dessa nedbrytningsreaktioner i Li-jonbatterier är vatten. Spårmängder av vatten kan orsaka en kaskad av nedbrytningsreaktioner som försämrar batteriets prestanda. Främst reagerar vattnet med elektrolytens salt och genererar vätefluorid och andra gaser, vilket i sin tur försämrar de elektroaktiva materialen och påskyndar batteriets åldrande.Detta projekt syftar till att motverka nedbrytningsreaktionerna i batteriet genom att införa kemiska funktionaliteter som kan oskadliggöra och eliminera de oönskade föreningarna och därmed förbättra batteriets prestanda. I projektet kommer flera sådana grupper systematiskt att undersökas för att ge förståelse för hur de funktionella gruppernas kemiska struktur påverkar materialets egenskaper att frigöra battericellen från sidoreaktioner.En utmaning är att integrera dessa kemiskt reaktiva grupper i en battericell. Ett effektivt sätt torde vara att ersätta det idag inaktiva bindemedel i elektroden med andra polymerer som innehåller de önskade funktionella grupperna. Med detta tillvägagångssätt kan fördelarna med smarta funktionaliteter inkluderas utan att batteriets energitäthet påverkas nämnvärt.Resultatet från projektet kommer att ge ny kunskap om hur funktionella polymerer kan agera utifrån specifika reaktioner i batterier, samt hur batterikemin på cellnivå kan kontrolleras. Sammantaget kommer detta projekt att öppna nya möjligheter för nästa generations batterier som är mer hållbara, mer pålitliga och säkrare.