Probleemdefinitie & Doelstellingen
Huidige lithium-ionbatterijen (LIBs) naderen hun praktische limieten qua energiedichtheid, wat de noodzaak voor volgende generatie technologieën, zoals lithium-metaalbatterijen (LMBs), versterkt. LMBs bieden hogere theoretische capaciteit en energiedichtheid, maar kampen met uitdagingen zoals dendrietvorming, die de veiligheid en levensduur van batterijen beperken.
Innovatie & Kennisontwikkeling
Een kernfocus van het project is het vroegtijdig en betrouwbaar detecteren van lithiumdendrieten met niet-invasieve, kosteneffectieve methoden die geschikt zijn voor integratie in Battery Management Systems (BMS). Belangrijke onderzoeksvragen zijn: hoe dendrieten vroegtijdig en betrouwbaar te detecteren, of gevestigde methoden zoals elektrochemische impedantiespectroscopie (EIS) geschikt zijn voor realtime monitoring, of elektrochemische signalen of andere indicatoren dendrietvorming kunnen voorspellen, en hoe detectiesystemen in bestaande BMS-architecturen kunnen worden geïntegreerd.
Technische aanpak
Het project past laboratoriumtechnieken voor dendrietdetectie aan voor industrieel gebruik, met nadruk op EIS en het valideren van prestaties over meerdere cellen. De onderzoeksmethodiek combineert in-situ EIS, gestructureerde cyclusexperimenten en post-mortem kwantificatie, inclusief optische en SEM-beelden, om zowel de vorming als de groei van dendrieten te analyseren. Hierdoor kan worden vastgesteld hoeveel dendrieten ontstaan, waar ze zich concentreren, onder welke omstandigheden ze vormen en welke delen van het EIS-spectrum de meest relevante informatie bieden. Door deze aanpak zal het project nieuwe kennis genereren over praktische, schaalbare dendrietdetectiemethoden en de integratie daarvan in commerciële batterijtechnologieën.