New materials for lithium-ion batteries could double range of electric vehicles / Nuovi materiali per batterie agli ioni di litio potrebbero raddoppiare la gamma di veicoli elettrici

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Nexeon will lead development of the new silicon material at its facilities, shown here / Nexeon guiderà lo sviluppo del nuovo materiale di silicio nelle sue strutture, qui illustrato

Innovate UK funds Nexeon-led academic-industry project to develop improved materials for lithium-ion batteries
Part of the Faraday Battery Challenge, announced by business secretary Greg Clark last year, the project is developing materials based on silicon to replace carbon in the anode of lithium-ion (Li-ion) batteries. Other partners in the project include University College London (UCL) and Synthomer, a polymer manufacturer and developer; these partners contribute to the project’s name: SUNRISE (Synthomer, UCL and Nexeon’s Rapid Improvement in the Storage of Energy).
The total cost of the project, according to Nexeon, is £10m, of which £7m is being provided by Innovate UK. An important aim is to overcome a current difficulty with silicon in Li-ion batteries: expansion and contraction of the anode when the cells are charged and discharged, which limits the proportion of silicon in the anode to around 10 per cent. This can be overcome, the company claims, by using an innovative form of silicon that it is developing, combined with a polymer binder being developed and optimised by Synthomer, which is also working to ensure that cohesion between binder and silicon is not compromised over the battery’s lifetime.
This combination of silicon and binder also, Nexon added, will allow more silicon to be used in the anode, which increases the cell’s energy density storage potential. UCL, meanwhile, will jointly lead work on material characterization and cell performance.
The ultimate goal of the project is to develop a drop-in replacement for graphite-based anodes that will increase the effective range of electric vehicles equipped with these batteries to 400 miles and above on a single charge. “Silicon anodes are now well established on the technology roadmaps of major automotive OEMs and cell makers, and Nexeon has received support from UK and global OEMs, several of whom will be involved in this project as it develops,” said CEO Scott Brown.
“We are delighted to be working on this project, which is so important for the future development of battery electric vehicles, and leverages the unique facilities at UCL in partnership with Nexeon and Synthomer to deliver real-world research impact,” said Dr Paul Shearing of UCL’s chemical engineering department, who co-leads the project for UCL with Prof Dan Brett. Robin Harrison, global innovation director at Synthomer, said: “The challenges in developing the next generation of range-enabling EV battery technology creates new opportunities for partners in the material supply chain. Synthomer is pleased to build upon its existing experience in battery binder systems in order to realize the revolutionary potential in the SUNRISE silicon anode.”

ITALIANO

Innovare il Regno Unito finanzia il progetto accademico-industriale Nexeon per sviluppare materiali migliorati per batterie agli ioni di litio
Parte del Faraday Battery Challenge, annunciato dal segretario aziendale Greg Clark l'anno scorso, il progetto sta sviluppando materiali basati sul silicio per sostituire il carbonio nell'anodo delle batterie agli ioni di litio (Li-ion). Altri partner del progetto includono University College London (UCL) e Synthomer, produttore e sviluppatore di polimeri; questi partner contribuiscono al nome del progetto: SUNRISE (Synthomer, UCL e Nexeon's Rapid Improvement in the Storage of Energy).
Il costo totale del progetto, secondo Nexeon, è di 10 milioni di sterline, di cui 7 milioni di sterline sono forniti da Innovate UK. Un obiettivo importante è superare una difficoltà attuale con il silicio nelle batterie agli ioni di litio: espansione e contrazione dell'anodo quando le celle vengono caricate e scaricate, il che limita la proporzione di silicio nell'anodo a circa il 10%. Ciò può essere superato, afferma la società, utilizzando una forma innovativa di silicio che sta sviluppando, combinata con un legante polimerico sviluppato e ottimizzato da Synthomer, che sta anche lavorando per garantire che la coesione tra legante e silicio non sia compromessa dalla durata della batteria.
Anche questa combinazione di silicio e legante, aggiunta Nexon, consentirà di utilizzare più silicio nell'anodo, aumentando il potenziale di stoccaggio della densità energetica della cellula. UCL, nel frattempo, condurrà congiuntamente il lavoro sulla caratterizzazione dei materiali e sulle prestazioni delle celle.
L'obiettivo finale del progetto è quello di sviluppare una sostituzione drop-in per gli anodi basati su grafite che aumenteranno la gamma effettiva di veicoli elettrici equipaggiati con queste batterie a 400 miglia e oltre con una singola carica. "Gli anodi al silicio sono ormai ben consolidati nelle roadmap tecnologiche dei principali OEM e produttori di automobili del settore automobilistico, e Nexeon ha ricevuto il supporto degli OEM britannici e globali, molti dei quali saranno coinvolti in questo progetto durante lo sviluppo", ha affermato il CEO Scott Brown.
"Siamo lieti di lavorare a questo progetto, che è così importante per lo sviluppo futuro dei veicoli elettrici a batteria, e sfrutta le esclusive strutture dell'UCL in collaborazione con Nexeon e Synthomer per fornire un impatto di ricerca reale", ha affermato Paul Shearing del dipartimento di ingegneria chimica dell'UCL, che co-guida il progetto per UCL con il prof Dan Brett. Robin Harrison, direttore generale dell'innovazione di Synthomer, ha dichiarato: "Le sfide nello sviluppo della prossima generazione di tecnologie di batteria EV che consentono la trasmissione di serie creano nuove opportunità per i partner nella catena di fornitura dei materiali. Synthomer è lieta di sfruttare la sua esperienza esistente nei sistemi di leganti per batterie al fine di realizzare il potenziale rivoluzionario nell'anodo di silicio SUNRISE ".

Da:

https://www.theengineer.co.uk/lithium-ion-batteries-electric-vehicles/?cmpid=tenews_4558674&utm_medium=email&utm_source=newsletter&utm_campaign=tenews&adg=CA40D8F0-63B9-4BE1-90A0-3379B1DDE40E