Augmentation de la densité énergétique des batteries sodium-ion

Aperçu du projet

Ce projet vise à faire progresser la technologie des batteries sodium-ion (Na-ion) en tant que solution de rechange durable et abondante aux batteries lithium-ion. Au moment où augmente la demande mondiale d’électrification ainsi que la pression exercée sur les réserves de lithium, les batteries Na-ion constituent une voie prometteuse.

Bien que les batteries Na-ion offrent actuellement une densité énergétique inférieure à celle des versions au lithium-ion, cette recherche vise à combler cet écart de rendement. L’équipe créera de nouveaux matériaux d’anode et de cathode pour améliorer la capacité spécifique ainsi que la densité énergétique globale.

Voici les principales innovations :

Matériaux d’anode à base de carbone dur incorporant une espèce d’alliage unique (« X »)
Matériaux de cathode à partir d’une technique de dépôt par couches d'oxyde, conçus pour une plus grande capacité ainsi qu’une meilleure stabilité lorsqu’ils sont exposés à l’air
Formulations d’électrolytes compatibles avec ces nouveaux matériaux

L’objectif ultime est de faire des batteries Na-ion une option pratique et efficace pour tout, des appareils mobiles aux véhicules électriques.

Renseignements clés

Chercheur principal	Michael Metzger, professeur adjoint, Université de Dalhousie
Cochercheur principal	Chongyin Yang, professeur adjoint et titulaire de la chaire Tesla Canada, Université Dalhousie
Collaborateurs de recherche	Jeff Dahn, professeur de physique et des sciences de l’atmosphère, et titulaire de la chaire de recherche industrielle CRSNG Tesla-Canada, Université Dalhousie; Karim Zaghib, professeur de génie chimique et des matériaux, et directeur général de Volt-Age, Université Concordia; Yinjgie Xing, Tesla; Andrew Ulvestad, TeslaSunny Hy, Tesla
Partenaire non universitaire	Tesla
Mots-clés de la recherche	Stockage d’énergie, énergie renouvelable, batterie sodium-ion, densité énergétique, nouveaux matériaux d’anode, nouveaux matériaux de cathode
Budget	En espèces : 200 000 $ En nature : 210 000 $

But de la recherche

A detailed 3D model visualization of an urban area with various layers indicating different aspects of the built environment. The image shows a software interface with main layers and services listed on the left side, including options for 'Built Environment', 'Transport', 'Energy', 'Waste' and 'Ecosystem'.

Matériaux d’électrode positive pour cellules Na-ion permettant d’améliorer la densité énergétique

Cette phase porte sur l’amélioration de la densité énergétique des cellules Na-ion :

Augmentation de la tension moyenne
Renforcement de la capacité spécifique

Les défis à relever comprennent des changements de phase irréversibles et la mise au point de systèmes électrolytiques résistants à l’oxydation. La recherche étudiera également comment les atomes dopants influencent la structure et le profil de tension des matériaux de cathode Na-ion.

A detailed 3D model visualization of an urban area with various layers indicating different aspects of the built environment. It features a services menu with options such as 'Building Info', 'Energy Demand' and 'Network Solution'.

Augmentation de la capacité spécifique de l’électrode négative en carbone dur pour les batteries Na-ion

Cette phase s’appuie sur des stratégies utilisées pour la mise au point des batteries Li-ion, comme l’alliage du graphite avec d’autres éléments, pour améliorer la performance des électrodes négatives en carbone dur dans les cellules Na-ion. L’équipe évaluera la viabilité de divers éléments d’alliage en fonction des recherches antérieures et de la viabilité commerciale.

Résumés de données, rapports aux partenaires et proposition d’impact

Le projet comprendra des résumés de données et des rapports d’étape réguliers à l’intention des partenaires. Une proposition d’impact finale sera rédigée en fonction de la réalisation d’objectifs techniques clés.