Logo: to the web site of Uppsala University

uu.sePublications from Uppsala University
EnglishSvenskaNorsk
Change search
ExportLink to record
Permanent link

Direct link
BETA

Project

Project type/Form of grant
Project grant
Title [sv]
Naturlig svensk grafit för framtidens litiumjonbatterier
Title [en]
Natural Swedish Graphite for Future Lithium-ion Batteries
Abstract [sv]
Syfte och mål:Målet för projekt har varit att studera om den naturliga grafit som Woxna Graphite AB kan tillhandahålla fungerar i ett litiumjonbatteri. Därför studeras vid vilken värmebehandlingstemperatur som naturlig grafit blir så ren från föroreningar att den går att använda som negativ elektrod i ett litiumbatteri. Batterikapaciteten för grafiten ska vara på likvärdig den för syntetisk grafit vilket innebär ca 350 A/kg att jämföra med det teoretiska på 372 Ah/kg. Ett ytterligare mål har varit att undersöka om tillverkningen av elektroder kan modifieras för att förbättra snabbladdningskapaciteten genom att tillåta litiumjoner att snabbt ta sig in mellan skikten i grafiten.Förväntade effekter och resultat:För att göra den naturliga grafiten lämplig som anodmaterial så har den renats från föroreningar genom värmebehandling vid höga temperaturer (2300¬∞C i flera timmar för små mängder grafit, 2800¬∞C för större mängder). Cyklingsbarheten stärktes genom att Woxna har låtit de flata partiklarna malas till potatisform. När frystorkning används för att framställa elektroder erhålls en struktur där laddningshastigheten kan öka genom att litiumjonerna snabbare kan ta sig in mellan grafitskikten. Nästa steg är att skala upp elektroderna samt att Woxna Graphite AB själva kan genomföra högtemperaturrening. Projektet behöver ytterligare tid och arbetet kommer därför att fortsätta inom ett nystartat VINNOVA kompetenscentrum för batterier.Upplägg och genomförande:Projektet har genomförts i två etapper. I Etapp 1 tillhandhöll Woxna grafit renad till 99% till Uppsala universitet som studerade hur kvarvarande föroreningar påverkades av värmebehandling vid 1000¬∞C respektive 2300¬∞C. Kemisk analys har genomförts på de behandlade proverna. Proverna har undersökts i egenskap av anod i litiumjobatterier. Olika metoder har använts för att studerat grafitens morfologi samt partikelorientering i elektroderna. Etapp 2 har fokuserat på elektroder där partiklarnas orientering påverkas för att ge snabbare litiuminterkalering.
Abstract [en]
Purpose and goal:The aim of the project is to study whether natural graphite produced by Woxna Graphite AB can function as an anode in a lithium-ion battery. Therefore, using temperature as a means to clean the graphite from impurities is studied. At what temperature will natural graphite become so pure that it can be used as a negative electrode? The battery capacity of the graphite should be equal to that of synthetic graphite which is 350 A / kg compared to the theoretical of 372 Ah / kg. If electrodes can be fabricated in a way to improve fast charging by enabling lithium ions to quickly enter into the graphiteExpected results and effects:The most important thing is that the natural graphite is suitable as anode material. It needs to be cleaned at high temperatures: 2300°C is needed for several hours for small amounts of graphite, but for large amounts the temperature needs to go up to 2800°C. When freeze drying is used to make electrodes, the speed of lithium graphite intercalation can increase. The next step is to scale up electrodes and that Woxna Graphite AB can perform temperature purification. Work continues in the VINNOVA competence center for batteries.Approach and implementation:The project has two stages. Stage 1: Woxna has provided graphite purified to 99% to UU, which has studied how residual contaminants are affected by heat treatment at two temp.: 1000°C and 2300°C. Chemical analysis has been carried out on the treated samples. The samples have been studied as an anode in lithium job batteries. Various methods have studied the morphology as well as particle orientation in electrodes. Stage 2 focuses on electrodes where particle orientation is influenced to give faster lithium intercalation. Ambitious project that needs more time and better oven.
Principal InvestigatorEdström, Kristina
Coordinating organisation
Uppsala University
Funder
Period
2017-10-02 － 2019-10-01
National Category
Materials ChemistryInorganic ChemistryComposite Science and Engineering
Identifiers
DiVA, id: project:6089Project, id: 2017-03130_Vinnova
v. 2.49.0
|
WCAG
|
Uppsala University Library
|
Ask the Library
|
Log in to DiVA
|
Search and link in DiVA