A roadmap for transforming research to invent the batteries of the future designed the European large scale research initiative BATTERY 2030+
Julia Amici
(1)
,
Pietro Asinari
(2)
,
Elixabete Ayerbe
(3, 4)
,
Philippe Barboux
(5, 6)
,
Pascale Bayle-Guillemaud
(7)
,
R. Jürgen Behm
(8)
,
Maitane Berecibar
(9)
,
Erik Berg
(10)
,
Arghya Bhowmik
(11)
,
Silvia Bodoardo
(1)
,
Ivano Castelli
(11)
,
Isidora Cekic-Laskovic
(12)
,
Rune Christensen
(13)
,
Simon Clark
(14)
,
Ralf Diehm
(15)
,
Robert Dominko
(16)
,
Maximilian Fichtner
(8)
,
Alejandro, A. Franco
(17)
,
Alexis Grimaud
(18, 6, 19)
,
Nicolas Guillet
(20, 21, 22)
,
Maria Hahlin
(10)
,
Sarah Hartmann
(23)
,
Vincent Heiries
(24)
,
Kersti Hermansson
(10)
,
Andreas Heuer
(12)
,
Saibal Jana
(25)
,
Lara Jabbour
(26)
,
Josef Kallo
(27)
,
Arnulf Latz
(8)
,
Henning Lorrmann
(28)
,
Ole Martin Løvvik
(29)
,
Sandrine Lyonnard
(30)
,
Marcel Meeus
(31)
,
Elie Paillard
(32)
,
Simon Perraud
(33)
,
Tobias Placke
(34)
,
Christian Punckt
(8)
,
Olivier Raccurt
(33)
,
Janna Ruhland
(15)
,
Edel Sheridan
(35)
,
Helge Stein
(8)
,
Jean‐Marie Tarascon
(6)
,
Victor Trapp
(28)
,
Tejs Vegge
(13)
,
Marcel Weil
(8)
,
Wolfgang Wenzel
(25)
,
Martin Winter
(12)
,
Andreas Wolf
(28)
,
Kristina Edström
(36, 9)
1
DISAT -
Department of Applied Science and Technology [Politecnico di Torino]
2 Polito - Politecnico di Torino = Polytechnic of Turin
3 ALISTORE-ERI - Advanced Lithium Energy Storage Systems - ALISTORE-ERI
4 BRTA - Basque Research and Technology Alliance
5 IRCP - Institut de Recherche de Chimie Paris
6 RS2E - Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie
7 LEMMA - Laboratoire d'Etude des Matériaux par Microscopie Avancée
8 HIU - Helmholtz Institute Ulm
9 VUB - Vrije Universiteit Brussel [Bruxelles]
10 Department of Materials Chemistry - The Angstrom Laboratory
11 DTU - Danmarks Tekniske Universitet = Technical University of Denmark
12 IEK-12 - Helmholtz-Institute Münster = Helmholtz-Institut Münster
13 DTU Energy - Department of Energy Conversion and Storage [Danemark]
14 PHE - Public Health England [Salisbury]
15 KIT - Karlsruhe Institute of Technology = Karlsruher Institut für Technologie
16 KI - National Institute of Chemistry [Llubljana]
17 LRCS - Laboratoire réactivité et chimie des solides - UMR CNRS 7314 UPJV
18 CSE - Chimie du solide et de l'énergie
19 BC - Boston College
20 DTS - Département des Technologies Solaires
21 INES - Institut National de L'Energie Solaire
22 UGA - Université Grenoble Alpes
23 ICGM ICMMM - Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier
24 DSYS - Département Systèmes
25 INT - Institute of Nanotechnology [Karlsruhe]
26 DTNM - Département des Technologies des Nouveaux Matériaux (Ex Département des Technologies des NanoMatériaux)
27 Universität Ulm - Ulm University [Ulm, Allemagne]
28 Fraunhofer ISC - Fraunhofer Institute for Silicate Research
29 SINTEF Industry
30 STEP - Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels
31 EMIRi - The Energy Materials Industrial Research Initiative
32 POLIMI - Politecnico di Milano [Milan]
33 LITEN - Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux
34 WWU - Westfälische Wilhelms-Universität Münster = University of Münster
35 SINTEF Energy Research
36 Faculty of Chemistry and Chemical Technology
2 Polito - Politecnico di Torino = Polytechnic of Turin
3 ALISTORE-ERI - Advanced Lithium Energy Storage Systems - ALISTORE-ERI
4 BRTA - Basque Research and Technology Alliance
5 IRCP - Institut de Recherche de Chimie Paris
6 RS2E - Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie
7 LEMMA - Laboratoire d'Etude des Matériaux par Microscopie Avancée
8 HIU - Helmholtz Institute Ulm
9 VUB - Vrije Universiteit Brussel [Bruxelles]
10 Department of Materials Chemistry - The Angstrom Laboratory
11 DTU - Danmarks Tekniske Universitet = Technical University of Denmark
12 IEK-12 - Helmholtz-Institute Münster = Helmholtz-Institut Münster
13 DTU Energy - Department of Energy Conversion and Storage [Danemark]
14 PHE - Public Health England [Salisbury]
15 KIT - Karlsruhe Institute of Technology = Karlsruher Institut für Technologie
16 KI - National Institute of Chemistry [Llubljana]
17 LRCS - Laboratoire réactivité et chimie des solides - UMR CNRS 7314 UPJV
18 CSE - Chimie du solide et de l'énergie
19 BC - Boston College
20 DTS - Département des Technologies Solaires
21 INES - Institut National de L'Energie Solaire
22 UGA - Université Grenoble Alpes
23 ICGM ICMMM - Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier
24 DSYS - Département Systèmes
25 INT - Institute of Nanotechnology [Karlsruhe]
26 DTNM - Département des Technologies des Nouveaux Matériaux (Ex Département des Technologies des NanoMatériaux)
27 Universität Ulm - Ulm University [Ulm, Allemagne]
28 Fraunhofer ISC - Fraunhofer Institute for Silicate Research
29 SINTEF Industry
30 STEP - Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels
31 EMIRi - The Energy Materials Industrial Research Initiative
32 POLIMI - Politecnico di Milano [Milan]
33 LITEN - Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux
34 WWU - Westfälische Wilhelms-Universität Münster = University of Münster
35 SINTEF Energy Research
36 Faculty of Chemistry and Chemical Technology
Julia Amici
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446938
- ORCID : 0000-0003-4369-317X
Pietro Asinari
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446939
- ORCID : 0000-0003-1814-3846
Elixabete Ayerbe
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1186635
- ORCID : 0000-0003-4092-2088
Philippe Barboux
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1394104
- ORCID : 0000-0002-8800-1512
Maitane Berecibar
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1442164
- ORCID : 0000-0002-9567-9866
Arghya Bhowmik
- Fonction : Auteur
- PersonId : 811470
- ORCID : 0000-0003-3198-5116
Silvia Bodoardo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446940
- ORCID : 0000-0002-3579-9778
Ivano Castelli
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1191093
- ORCID : 0000-0001-5880-5045
Isidora Cekic-Laskovic
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446941
- ORCID : 0000-0003-1116-1574
Ralf Diehm
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446942
- ORCID : 0000-0002-6562-8742
Robert Dominko
- Fonction : Auteur
- PersonId : 757614
- ORCID : 0000-0002-6673-4459
- IdRef : 201604116
Maximilian Fichtner
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446943
- ORCID : 0000-0001-6627-4272
Alejandro, A. Franco
- Fonction : Auteur
- PersonId : 792819
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- IdRef : 09825832X
Alexis Grimaud
- Fonction : Auteur
- PersonId : 180919
- IdHAL : alexis-grimaud
- ORCID : 0000-0002-9966-205X
- IdRef : 160827515
Nicolas Guillet
- Fonction : Auteur
- PersonId : 745790
- IdHAL : nicolas-guillet
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- IdRef : 061331163
Maria Hahlin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446944
- ORCID : 0000-0002-5680-1216
Vincent Heiries
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446945
- ORCID : 0000-0002-6899-1555
Kersti Hermansson
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446946
- ORCID : 0000-0003-2352-0458
Saibal Jana
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446947
- ORCID : 0000-0002-2875-5494
Josef Kallo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446948
- ORCID : 0000-0001-5917-0774
Arnulf Latz
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446949
- ORCID : 0000-0003-1449-8172
Sandrine Lyonnard
- Fonction : Auteur
- PersonId : 743640
- IdHAL : sandrine-lyonnard
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- IdRef : 080511155
Elie Paillard
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446951
- ORCID : 0000-0002-5630-0569
Tobias Placke
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1409326
- ORCID : 0000-0002-2097-5193
Christian Punckt
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446952
- ORCID : 0000-0003-2120-5980
Olivier Raccurt
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1327922
- ORCID : 0000-0002-2517-3413
Janna Ruhland
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446953
- ORCID : 0000-0002-3874-0480
Edel Sheridan
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446954
- ORCID : 0000-0002-9429-6927
Helge Stein
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1327550
- ORCID : 0000-0002-3461-0232
Jean‐Marie Tarascon
- Fonction : Auteur
- PersonId : 963979
- ORCID : 0000-0002-7059-6845
- IdRef : 067203167
Tejs Vegge
- Fonction : Auteur
- PersonId : 775259
- ORCID : 0000-0002-1484-0284
Wolfgang Wenzel
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1237209
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Martin Winter
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446955
- ORCID : 0000-0003-4176-5811
Kristina Edström
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1446956
- ORCID : 0000-0003-4440-2952
Résumé
This roadmap presents the transformational research ideas proposed by "BATTERY 2030+", the European large-scale research initiative for future battery chemistries. In this paper we outline a "chemistry-neutral" roadmap to advance battery research, particularly at low TRL, with a time horizon of about ten years. The roadmap is centered around six themes: 1) accelerated materials discovery platform, 2) battery interface genome, with the integration of smart functionalities such as 3) sensoring and 4) self-healing processes. Beyond chemistry related aspects we also include crosscutting research regarding 5) manufacturability and 6) recyclability. This roadmap should be seen as an important enabling complement to the many global battery roadmaps which focus on expected ultrahigh battery performance, especially for the future of transports. Batteries are used in many other applications and are considered to be one of Europe's key technologies necessary to reach the climate goals. Currently the market is dominated by lithium-ion batteries, which performs well in most applications, but despite new generations coming in near time, soon will approach their performance limits. Without major breakthroughs, battery performance and production requirements will not be sufficient to enable the building of a climate-neutral society. Through our "chemistry neutral" approach we aim to create a generic toolbox transforming the way we develop and design batteries, which later benefit into the development of specific battery chemistries and technologies. The goal is to integrate modeling and high-through-put experimental results in a closed integrated loop and manage the large amounts of data we generate to learn more about complex processes on different levels affecting the function of a battery cell or a battery system. Based on this we suggest concrete actions with the ambition to be part of and support the implementation of the European Green Deal, the UN Sustainable Development Goals, as well as the European Strategic Action plan on Batteries and the Strategic Energy Technology Plan.
Domaines
Matériaux
Fichier principal
Advanced Energy Materials - 2022 - Amici - A Roadmap for Transforming Research to Invent the Batteries of the Future.pdf (6.12 Mo)
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