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Desde el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) tenemos el objetivo de facilitar a las empresas y la sociedad el proceso de transición energética sostenible y eficiente.

PROMOBAT

Diseño y prototipado de módulos de baterías basados en químicas NMC con elevadas prestaciones y seguridad

Descripción

En el contexto actual, el uso de baterías de ion litio, una tecnología de almacenamiento caracterizada por su versatilidad y su alta densidad energética, ha experimentado un crecimiento exponencial impulsado por la creciente demanda de un amplio rango de sectores, entre los que destacan las aplicaciones de movilidad. Este incremento lleva implícita la necesidad de mejorar su rendimiento, vida útil, y reducir los tiempos de carga garantizando la seguridad. Para ello, es necesario un enfoque integral que aborde la seguridad y el rendimiento desde la celda, hasta el módulo.

Alineado con esto, PROMOBAT aborda el desarrollo de soluciones tecnológicas novedosas que permitan el diseño y prototipado de celdas y módulos de baterías de elevadas prestaciones y a su vez elevada seguridad, así como metodologías de evaluación de calidad de estas baterías, mediante la combinación de la investigación industrial y el desarrollo experimental para la validación de las soluciones.

A nivel celda, se apuesta por una optimización de los parámetros más relevantes del proceso de producción de prototipos, relacionados con el material, producción de electrodos e integración en celda. Además, se exploran nuevas tecnologías avanzadas de litio, como las baterías de estado sólido basadas en electrolitos híbridos que permitan mayores densidades energéticas y prestaciones.

A nivel módulo, se estudian consideraciones geométricas, de materiales y de gestión térmica en el diseño, orientadas a mejorar el desempeño de los módulos en condiciones de carga rápida, sin comprometer la seguridad. 

Por otro lado, este proyecto contempla el desarrollo de una metodología para evaluar la seguridad y rendimiento de las baterías fabricadas, que incluye una sistemática que permita determinar de antemano su vida útil y modelizar su comportamiento frente a la degradación durante su aplicación, además de la detección de posibles defectos en la fabricación.

Objetivos

El proyecto tiene como objetivo general el desarrollo de estrategias que permitan el diseño y prototipado de módulos de baterías de elevadas prestaciones frente a carga rápida y a su vez elevada seguridad. Para conseguir este objetivo general se abordan los diferentes objetivos específicos:

  • Investigación en el impacto de parámetros de procesos de producción de celda en prestaciones y seguridad de celdas de ion litio prototipo (NMC83- Si/C).
  • Desarrollo y validación de electrolitos sólidos híbridos en prototipos de celdas de estado sólido.
  • Desarrollo de metodología de evaluación de la calidad de celdas de ion litio fabricadas NMC83- Si/C desde el enfoque del rendimiento y la seguridad.
  • Mejora de la seguridad y densidad energética en el diseño de módulos de baterías con celdas de ion litio fabricadas (NMC83- Si/C).

Financiadores

No existen documentos

Resultados

  • Prototipo de celda Li- ion de 3Ah basada en tecnología NMC83- Si/C.
  • Prototipo de celda coin de estado sólido incorporando el electrolito sólido híbrido desarrollado.
  • Prototipo de módulo de batería con celdas fabricadas NMC83- Si/C, seguros frente a condiciones de carga rápida y con elevada densidad energética gravimétrica.
  • Metodología de evaluación de la seguridad y rendimiento de las celdas fabricadas NMC83- Si/C, que incluya una sistemática de prognosis de la celda.
  • Sistemática de modelizado de influencia de parámetros más relevantes de fabricación en el rendimiento de la celda frente a la carga rápida.

Expediente

Exp. IMDEEA/2024/90

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