Conot
RRP 4: Litijeva baterija s povečano energijsko gostoto

Nosilec: dr. Marjan Bele (KI)


Osnovni cilj tega projekta je sinteza in uporaba novih materialov za litijeve elektrode z znatno višjo energijsko gostoto od trenutno dostopnih materialov. S tem bomo lahko shranili v enoto mase ali volumna baterije znatno več energije kot je je shranjene v obstoječih baterijah.
Energijsko gostoto bomo poskušali povečati na 2 načina: s sintezo katodnih materialov, ki imajo znatno večjo kapaciteto od obstoječih katodnih materialov ter s sintezo katodnih materialov, ki imajo znatno višji potencial kot obstoječi materiali.

A) Materiali z višjo kapaciteto:

Obstoječi katodni materiali lahko shranijo največ 1 mol litija na mol aktivne spojine. Pred kratkim smo kot prvi na svetu sintetizirali nov silikatni material (Li2MnSiO4), ki teoretično lahko shrani in sprošča 2 mola litija na 1 mol spojine. V praksi ta teoretični cilj še ni bil dosežen. Cilj projekta je optimirati strukturne in mikrostrukturne značilnosti novih silikatnih materialov na tak način, da bodo reverzibilno izmenjali znatno več kot 1 mol litija na mol spojine.


B) Materiali z višjim potencialom:


Trenutno najbolj popularen katodni material je LiFePO4. Gre za zelo stabilen in relativno varen material s solidno kapaciteto (160 mAh-1), njegova največja slabost pa je relativno nizek potencial (3.4 V glede na kovinski litij).

V literaturi je že dolgo znano, da zamenjava železa (Fe) z manganom (Mn) poveča potencial za 0.7 do 0.9 V. Težava pa je v tem, da je manganov analog zelo slabo prevoden in je ekstrakcija/insercija litija izjemno otežena.

Rešitev problema in s tem cilj tega projekta je, da pripravimo LiMnPO4 v obliki zelo majhnih delcev (10-20 nm) in jih elektrokemijsko povežemo s ustreznim prevodnikom (ogljikovim nanofilmom ipd.). S tem bi lahko zelo povečali hitrost izmenjave litija in dobili odličen nov material z energijsko gostoto, ki bi bila 25 % večja od tiste za LiFePO4.

kemijski inštitut institut jožefa stefana univerza v novi gorici domel, d.d. inea d.o.o. razvojni center za vodikove tehnologije - rcvt mebius d.o.o. termoelektrarna šoštanj holding slovenskih elektrarn, d.o.o. petrol d.d. silkem, d.o.o. fakulteta za strojništvo, univerza v ljubljani iskra tela d.d. cinkarna celje, d.d. Ljubljanska univerza Image Map