Projektbeschreibung
Nutzung von Licht zum Drucken komplexer 3D-Architekturen in neuartigen Festkörper-Elektrolyten
Der Xolographie-Druck geht über das sequenzielle Hinzufügen von Schichten der additiven Fertigung hinaus, indem er Licht nutzt, um hochauflösende 3D-Strukturen direkt über ein lokalisiertes Polymerisationsverfahren zu erzeugen. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahme zielt das Projekt 3DCOMPASS auf die Entwicklung eines Systems für den Xolographie-3D-Druck von polymeren und keramischen Festkörper-Elektrolyten ab. Dies könnte die Produktion von komplex geformten, ausschließlich aus Feststoff bestehenden Lithiumbatterien revolutionieren. Im Rahmen des Projekts werden hierfür geeignete Materialien entwickelt, das Druckverfahren optimiert und Elektrolyte hergestellt, die für den Bau von Halb- und Vollzellen verwendet werden. Die Demonstration der neuen Klasse von Materialien, die mit Hilfe der Xolographie gedruckt werden können, wird den Weg zu einer schnellen, skalierbaren Produktion überlegener Festkörper-Lithiumbatterien ebnen.
Ziel
3DCOMPASS aims to revolutionize the production of complex shaped all-solid-state lithium batteries (ASSLB) using Xolography volumetric 3D printing, a technology that offers superior speed, resolution, and freedom of shape compared to traditional manufacturing techniques including conventional 3D printing methods. The project focuses on the development of Xolography 3D printing for solid state electrolytes, both polymeric and ceramic, enabling the efficient fabrication of solid-state electrolytes with unexplored architectures. 3DCOMPASS will firstly develop containing Li-conductors and suitable for Xolography process with low optical density (<0.22 for 1cm of path at 405 nm), high viscosity (10-60 Pa s) and high polymerization rates. In a second step the printing process will be optimized in relation to resins formulations to obtain the desired speed (55 mm3/h) and resolution (5-20 µm) impossible to achieve with traditional 3D printing techniques. Finally complex shaped electrolytes will be fabricated by Xolography with tailored architectures to: i) enhance the interfacial area with the electrodes, ii) allow high cathode loadings, iii) increase the critical current density vs. Li-metal. The produced electrolytes will be used to assemble half and full cells with Li-metal as anode and Mn-doped LFP as cathode with the following expected performances: ionic conductivity of the electrolytes >10-4 S cm-1 at room temperature, capacity >400Wh/kg, high resistance to dendrite growth with a critical current density > 0.5 mA/cm2. 3DCOMPASS will provide a new class of materials printable by Xolography and at the same time open the door to a new generation of ASSLB with superior performances allowed by micrometric scale architectures possible to produce in a fast and scalable way. Furthermore, the career of the candidate is expected to largely benefit from the present proposal thanks to its training in a strategic field (3D printing for ASSLB).
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Koordinator
08930 Sant Adria De Besos
Spanien