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]
Flerfasig beräkningsmodel for jondiffusion i kompositelektrolyter
Title [en]
Multiphase computational model for ion diffusion in composite electrolytes
Abstract [sv]
Övergången från dyra och temperaturkänsliga elektrolytvätskor som används i dagens Li-jonbatterier, till fasta elektrolytmaterial, är nyckeln till de billigare och säkrare batterierna som krävs för att möta de ökande behoven av energilagring i vårt samhälle. Av dessa har kompositer kommit att bli bland de mest lovande materialklasserna för nästa generation av batteriteknologi.Förutsättningen för att vara en bra elektrolyt är att den ska vara en bra jonledare, dvs förmågan att transportera laddningsbärarna (Li-joner) från batteriets katod till anod för att skapa ström. Men även att den ska vara mekaniskt hållbar. Kompositelektrolyterna blandar keramer med goda jonledaregenskaper med de mer durabla polymererna, i syftet att kombinera fördelarna av varje material.Dock finns en kunskapslucka om hur man tillverkar kompositelektrolyter som når kommersiellt gångbara ledningsförmågor. Denna lucka uppstår från kompositmaterialens komplexitet där det finns ett oändligt antal sätt att kombinera keramerna med polymererna och där det är svårt att med experimentella metoder få insikt i vilken väg som jonerna tar sig genom den resulterande kompositen.I detta projekt kommer vi att konstruera ett modelleringsramverk som hanterar denna kombinatoriska utmaning och systematisk kombinerar data från kompositmaterialets olika delar, till en beskrivning av den övergripande jonledningsförmågan. Ramverket ska använda sig av beräkningsmetoder baserade på statistik och materialets topologi, vilka har utvecklats i mina tidigare projekt för keramer, och som vi nu kommer att utveckla vidare för de flexibla polymermaterialen. Studierna och metodutvecklingen kommer att utföras av mig själv tillsammans med en postdok under en fyraårsperiod.Ett framgångsrikt utfall av detta projekt kommer att bidra till den välbehövliga bryggan av förståelse mellan jontransportprocesserna som sker på den mikroskopiska nivån och kompositmaterialets förmåga att fungera som en effektiv elektrolyt i ett batteri.
Abstract [en]
Solid-state composite electrolytes have arisen as one of the most promising materials classes for the next-generation Li-ion battery technology. These composites mix ceramic and solid-polymer ion conductors with the aim of combining the advantages of each material.The prerequisite of a good electrolyte is that it should be a good ion-conductor. However, there is a knowledge-gap on how to synthesize composite electrolytes that reach commercially viable conductivities. This gap arises from the combinatorial complexity of composite materials.The purpose of this project is to construct a multiscale computational framework that handles this combinatorial challenge and combines data from the different phases of the material, to a description of the overall diffusion. The framework will make use of statistical and topology-based methodologies, which have been developed for ceramics within my previous VR project and will now be further developed for flexible polymer systems. The work involved will be carried out by a Postdoc and myself over a period of 4 years.The successful outcomes of this project will provide the much-needed bridge between the understanding of the separate microscale diffusion processes and the composite material’s ability to act as an efficient electrolyte on the macroscopic scale. From a methodological point, these developments will make an important leap beyond the state-of-the art of modelling diffusion in amorphous and multiphase solid materials.
Principal InvestigatorMace, Amber
Coordinating organisation
Uppsala University
Funder
Period
2026-01-01 － 2029-12-31
National Category
Theoretical Chemistry
Identifiers
DiVA, id: project:9821Project, id: 2025-05716_VR

Search in DiVA

Theoretical Chemistry

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
v. 2.47.0
|
WCAG
|
Uppsala University Library
|
Ask the Library
|
Log in to DiVA
|
Search and link in DiVA