The first results of the InCoatBat project are presented at the NordBatt 2024 conference
The 6th NordBatt conference, a leading forum for advancements in battery technology and sustainable energy solutions, took place September 24-27 in Oslo, Norway, showcasing pioneering research and innovations in the field. Among the invited speakers was Dr. Gints Kučinskis, the project coordinator of the InCoatBat project, representing the Institute of Solid State Physics, University of Latvia.
Dr. Kučinskis delivered an insightful presentation titled "Enhancing NCM111 Cathode Performance with Sustainable Al2O3 Coating via Ethanol-Based Wet-Chemical Synthesis." The research focuses on the challenges lithium-ion batteries face, particularly those utilizing LiNixCoyMn1-x-yO2 (NCM) cathodes, which are essential for improving energy density. Despite their potential, these high-nickel content cathodes often struggle with cycle life, a critical factor for commercial viability.
The presentation highlighted a novel, sustainable method for coating NCM111 cathodes with a thin aluminum oxide (Al2O3) layer using an ethanol-based wet-chemical synthesis approach. This method aims to address surface degradation mechanisms that compromise battery performance over time. Gints Kucinskis and his team conducted a thorough assessment of the impacts of washing, sintering, and coating on the electrochemical performance of NCM111 cathodes. Notably, the Al2O3-coated NCM111 exhibited remarkable cycling stability, retaining 88% of its initial capacity after 500 charge-discharge cycles. In contrast, the re-sintered samples maintained only 79%, while untreated samples showed a significant drop to 65%. The study emphasized that while sintering contributes to cycle life by regenerating the material and removing residual lithium compounds, the Al2O3 coating plays a crucial role in preserving the layered structure and inhibiting harmful reactions with the electrolyte.
At the NordBatt conference, the coordinator of the project not only presented the results of the research, which makes a significant contribution to the development of sustainable battery technologies but also participated in numerous discussions promoting cooperation between researchers and industry representatives.
NordBatt is a regional Nordic conference where the latest battery research is presented. More than 200 scientists and students from leading Nordic universities, research institutes and industry participated in the conference.
Tiešsaistē uzsākts “InCoatBat” projekts, kas apvieno globālus partnerus inovatīvu akumulatoru pārklājumu radīšanai
25. jūlijā tiešsaistē notika “InCoatBat” projekta (Inert Coatings for Prevention of Ageing of NMC Cathode for Lithium-Ion Batteries) uzsākšanas pasākums. Tikšanos organizēja projekta koordinators, Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts (LU CFI). Projekta konsorciju veido četri partneri no trim valstīm: Latvijas - LU CFI,Taivānas - Taivānas Nacionālā universitāte un Vācijas - Bādenes-Virtembergas Saules enerģijas un ūdeņraža pētniecības centrs un “VARTA Microbattery GmbH”. Sanāksmes mērķis bija iepazīt sadarbības partnerus, apmainīties ar idejām, dalīties pieredzē, lai veiksmīgi liktu pamatus inovatīva litija jonu akumulatoru pārklājuma izveidei.
Konsorcija partneri projekta uzsākšanas sanāksmē apsprieda projekta darba pakas un atbildības sfēras, kā arī detaļas, kas vērstas uz konkrētiem pētniecības aspektiem. Projekta gaitā akadēmisko partneru uzdevumi saistīsies ar materiālu sintēzi un raksturošanu, fundamentālo elektroķīmisko izpratni un progresīvu strukturālo analīzi. Savukārt “InCoatBat” konsorcija partneri, kas pārstāv industriju, sniegs savas zināšanas liela mēroga ražošanā un akumulatoru elementu izgatavošanā. Tiešsaistes tikšanās nodrošināja unikālu platformu, lai iepazītos un veicinātu dziļāku izpratni par dažādajām prasmēm un perspektīvām, ko katrs no partneriem piedāvā.
Tikšanās laikā tika apspriestas ne vien projekta īstenošanas teorētiskie, bet arī praktiskie sadarbības aspekti. Partneri izrunāja sadarbības nianses, lai veidotu stabilu pamatu kopīgam darbam un projekta īstenošanai nākotnē. Projekta uzsākšanas tikšanās veicināja arī katras iesaistītās puses nosprausto projekta mērķu saskaņošanu ar partneriem, kuru daudzveidīgās un savstarpēji papildinošās zināšanas un prasmes nodrošina visaptverošu un stratēģisku pieeju “InCoatBat” veiksmīgai realizēšanai.
LU CFI Enerģijas materiālu laboratorijā sāk īstenot “InCoatBat” projektu
Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts (LU CFI) sadarbībā ar Taivānas Nacionālo universitāti (Taivāna), Bādenes Virtembergas Saules enerģijas un ūdeņraža pētniecības centru (Vācija) un “VARTA Microbattery GmbH” (Vācija) ir sācis realizēt M-ERA.NET projektu “InCoatBat”, kura laikā tiks izstrādāti novatoriski virsmas pārklājumi litija jonu baterijām, lai ievērojami pagarinātu LiNi0.83MnxCo0.17-xO2 (NMC Ni83) katoda kalpošanas laiku litija jonu akumulatoros (LIB), pamatojoties uz dziļu, kvantitatīvu izpratni par elektrodu novecošanas pamatā esošajām fizikālajām un elektroķīmiskajām parādībām un to mazināšanu.
Mūsdienīgu akumulatoru attīstībā arvien vairāk tiek izmantoti NMC materiāli ar augstu Ni saturu, piemēram, NMC Ni83. Tomēr šādu akumulatoru paaugstinātais enerģijas blīvums ir saistīts ar zemāku cikla ilgumu. Uzsāktā inovatīvā projekta mērķis ir risināt problēmas, kas saistītas ar litija jonu akumulatoru katodu priekšlaicīgu noārdīšanos: tiks izstrādāti aizsargājoši virsmas pārklājumi, ņemot talkā viegli mērogojamas ķīmiskas un magnetronu izsmidzināšanas metodes. Konsorcijs, kuru veido gan akadēmiskas iestādes, gan attiecīgās nozares pārstāvji, iecerēto inovāciju virzīs no fundamentālās pētniecības uz izmēģinājuma mērogu, demonstrējot pilnvērtīgus augstas enerģijas litija jonu akumulatoru elementus ar uzlabotu kalpošanas laiku.
“Esam gandarīti par iespēju vadīt “InCoatBat” projektu, kas sola būtiskus sasniegumus litija jonu akumulatoru jomā,” saka LU CFI Enerģijas materiālu laboratorijas vadītājs un projekta koordinators Dr. phys. Gints Kučinskis. “Izstrādājot inovatīvus aizsargpārklājumus, mūsu mērķis ir radīt augstas enerģijas litija jonu akumulatoru materiālus ar ilgāku cikla ilgumu, veicinot ilgtspējīgāku resursu un enerģijas izmantošanu.”