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Call-Eckdaten
Neue Ansätze zur Entwicklung verbesserter Sicherheitsmaterialien für Li-Ionen-Batterien der Generation 3 für Mobilitätsanwendungen (Batt4EU-Partnerschaft)
Call Nummer
HORIZON-CL5-2023-D2-02-02
Termine
Öffnung
04.05.2023
Deadline
05.09.2023 17:00
Förderquote
100%
Budget des Calls
€ 10.000.000,00
Geschätzter Beitrag der EU pro Projekt
€ 5.000.000,00
Link zum Call
Link zur Einreichung
Call-Inhalte
Kurzbeschreibung
Dieses Thema zielt darauf ab, sicherere Materialien für Hochleistungszellen zu entwickeln, indem die Hauptkomponenten der Zellen, nämlich Kathode, Anode, Separator und Elektrolyt, gezielt verändert werden.
Call-Ziele
Lösungen für die üblichen Sicherheitsrisiken müssen durch eine umfassende Entwicklung neuer Materialien für mindestens drei der folgenden Komponenten gefunden werden:
- Neue Kathodenmaterialien ohne exotherme Zersetzung/Reaktionen, geringere Wahrscheinlichkeit der Freisetzung von Sauerstoff und anderen Gasen und Vermeidung von Korrosion am Stromabnehmer. Die Entwicklung kann die folgenden Ansätze/Strategien auf verschiedenen Ebenen umfassen:
- Dotierungsstrategien oder Oberflächenbeschichtungsmaterialien, die zu einer robusteren und effektiveren Kathoden-Elektrolyt-Interphase (CEI) führen.
- Entwicklung von Kathodenmaterialien mit hoher Kapazität, die auf sichereren chemischen Verfahren beruhen (z. B. stabilisierte Li-reiche Schichtoxide, ungeordnete Steinsalze, polyanionische Materialien usw.).
- Entwicklung von Hochspannungskathoden und Hochspannungsanoden, um sie in einer Hochenergiezelle mit ausreichend hoher Betriebsspannung zu kombinieren, um Stripping/Plating von Lithium zu vermeiden.
- Innovative Ansätze für die Kathodenstrukturierung zur Minderung der Wärmeentwicklung, einschließlich der Freisetzung toxischer Gase, unter Missbrauchsbedingungen.
- Neue stabile Anodenmaterialien und Elektrodendesigns, die während der gesamten Lebensdauer der Zelle nicht quellen oder sich nur geringfügig ausdehnen, sich nicht zersetzen/abblättern, eine hohe Beständigkeit gegen die Bildung von Lithium-Dendriten aufweisen - insbesondere bei hohen Anodenraten - und die Bildung einer thermisch stabilen SEI mit geringem spezifischen Widerstand begünstigen. Die Entwicklung kann die folgenden Ansätze/Strategien auf verschiedenen Ebenen umfassen:
- Entwurf und Entwicklung neuer Systeme mit höherem Standardpotenzial im Vergleich zum Lithium-Stripping/Plating. (Hoher SiOx-, Si/C-Gehalt, usw.).
- Oberflächenbeschichtungsmaterialien für eine robustere und effektivere SEI.
- Neue Ansätze zur Minimierung der Material-/Anodenquellung und -ausdehnung während des Zyklus, einschließlich der Anodenherstellung (Ansätze auf der Grundlage von Polymer- und Keramikbeschichtungen usw.) und der Strukturierung der Schnittstelle zwischen Anode und Stromkollektor.
- Neue Elektrolytformulierungen mit scherverdickenden, flammhemmenden und Überladungs-/Entladungseigenschaften, die eine hohe ionische Leitfähigkeit, eine breite elektrochemische Stabilität, d. h. ein Spannungsbetriebsfenster, und einen hohen Einsetzpunkt für die Bildung von Li-dendriten, die Zersetzung von SEI und die Wirksamkeit von CEI aufweisen. Die Entwicklung kann die folgenden Ansätze/Strategien auf verschiedenen Ebenen umfassen:
- (Multi-)funktionelle Additive zur SEI- und CEI-Stabilisierung und zum Schutz von Anode und Kathode, z. B. flammhemmende Additive oder Lösungsmittel, Verstärker der Ionenleitfähigkeit, Promotoren für das Stabilitätsfenster usw.
- Zusatz von selektiven Partikeln (z. B. Oxide usw.) zur Verhinderung von mechanischem Missbrauch und zur Verbesserung des Scherverdickungsverhaltens.
- Neue Separatormaterialien mit flammhemmenden und verbesserten Ionentransportfähigkeiten, hohem Schmelzpunkt und mechanischer Stabilität
- Neue Bindemittelmaterialien mit thermischer, mechanischer und elektrochemischer Stabilität (selbstheilende Systeme), niedrigem Ionen- und elektrischem Widerstand, verbesserter Adhäsion und Kohäsion sowie Verhinderung von Quellung und Porositätsverringerung in Elektroden.
Die Projekte müssen die Relevanz der ausgewählten Komponenten, die behandelt werden sollen, begründen und darlegen, wie die neuen Materialien und ihre Kombination zu besseren Sicherheitsergebnissen führen werden.
Die Pläne für die Nutzung und Verbreitung der Ergebnisse von Vorschlägen, die zu diesem Thema eingereicht werden, sollten ein überzeugendes Geschäftskonzept und eine solide Nutzungsstrategie enthalten, wie in der Einleitung zu diesem Ziel dargelegt. Die Verwertungspläne sollten vorläufige Pläne für die Skalierbarkeit, die Kommerzialisierung und die Einführung enthalten (Durchführbarkeitsstudie, Geschäftsplan).
Um die erwarteten Ergebnisse zu erreichen, wird die internationale Zusammenarbeit gefördert, insbesondere mit den USA.
Die Projekte können mit den Aktivitäten der Koordinierungs- und Unterstützungsaktion unter dem Thema HORIZON-CL5-2022-D2-01-08 zusammenarbeiten und/oder zu diesen beitragen.
Mit diesem Thema wird die ko-programmierte Europäische Partnerschaft für Batterien (Batt4EU) umgesetzt. Daher wird von Projekten, die im Rahmen dieses Themas durchgeführt werden, erwartet, dass sie der Europäischen Partnerschaft für Batterien (Batt4EU) über die Ergebnisse berichten, um die Überwachung ihrer KPIs zu unterstützen.
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Erwartete Ergebnisse
Von den Projekten wird erwartet, dass sie zu allen folgenden Ergebnissen beitragen:
- Fortschrittliche Li-Ionen-Batterien mit verbessertem Sicherheitsverhalten.
- Fortgeschrittene Werkstoffe, die zu einer verbesserten Zyklierbarkeit (Steigerung der Zyklierbarkeit um 15 % bis 2030 im Vergleich zum Basisjahr 2019) und Betriebslebensdauer (Verdoppelung der Lebensdauer bis 2030 im Vergleich zum Basisjahr 2019) führen und gleichzeitig eine wettbewerbsfähige Leistung in Bezug auf Kosten, Energie und Leistungsdichte mit modernsten fortgeschrittenen Werkstoffen für Li-Ionen-Batterien gewährleisten.
- Verbesserte Nachhaltigkeit und Recyclingfähigkeit im Einklang mit den Zielen für den Recyclinganteil, die Recyclingeffizienz und die Materialrückgewinnung, die in der vorgeschlagenen Batterieverordnung enthalten sind.
- Ein definiertes Konzept für eine nachweislich sehr nachhaltige, zirkuläre Fertigung der ausgewählten fortschrittlichen Materialien im Gigafactory-Maßstab, wobei die Nachhaltigkeit anhand anerkannter wirtschaftlicher, ökologischer, sozialer und ethischer Kriterien gemessen wird.
- Die Verbesserung der Sicherheit muss auf repräsentativer Zellebene für Mobilitätsanwendungen durch direkten Vergleich mit SOA Gen. 3 Zellen, die zu Beginn des Projekts getestet wurden, nachgewiesen werden.
- Ein EUCAR Hazard Level von 3 oder ein anderer gleichwertiger Mobilitätsstandard sollte validiert werden.
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Förderfähigkeitskriterien
Förderregion/-länder
Albanien (Shqipëria), Armenien (Հայաստան), Aserbaidschan (Azərbaycan), Belarus (Беларусь), Bosnien und Herzegowina (Bosna i Hercegovina / Босна и Херцеговина), Färöer (Føroyar / Færøerne), Georgien (საქართველო), Island (Ísland), Israel (ישראל / إِسْرَائِيل), Kosovo (Kosova/Kosovë / Косово), Marokko (المغرب), Moldau (Moldova), Montenegro (Црна Гора), Nordmazedonien (Северна Македонија), Norwegen (Norge), Serbien (Srbija/Сpбија), Tunesien (تونس /Tūnis), Türkei (Türkiye), Ukraine (Україна), Vereinigtes Königreich (United Kingdom)
förderfähige Einrichtungen
Aus- und Weiterbildungseinrichtung, EU-Einrichtung, Forschungseinrichtung inkl. Universität, Internationale Organisation, Kleines und mittleres Unternehmen (KMU), Non-Profit-Organisation (NPO) / Nichtregierungsorganisation (NGO), Private Einrichtung, inkl. privates Unternehmen (privat und gewinnorientiert), Sonstige, Öffentliche Einrichtung (national, regional und lokal; inkl. EVTZ)
verpflichtende Partnerschaft
Ja
Projektpartnerschaft
Um für eine Förderung in Frage zu kommen, müssen die Antragsteller ihren Sitz in einem der folgenden Länder haben:
- den Mitgliedstaaten der Europäischen Union, einschließlich ihrer Regionen in äußerster Randlage
- den überseeischen Ländern und Gebieten (ÜLG), die mit den Mitgliedstaaten verbunden sind
- mit Horizont Europa assoziierte Drittländer - siehe Liste der teilnehmenden Länder
Nur Rechtspersonen, die ein Konsortium bilden, sind zur Teilnahme an Maßnahmen berechtigt, sofern dem Konsortium als Begünstigte drei voneinander unabhängige Rechtspersonen angehören, die jeweils in einem anderen Land ansässig sind, und zwar
- mindestens eine unabhängige Rechtsperson mit Sitz in einem Mitgliedstaat und
- mindestens zwei weitere unabhängige Rechtspersonen, die jeweils in verschiedenen Mitgliedstaaten oder assoziierten Ländern ansässig sind.
Jede Rechtsperson, unabhängig vom Ort ihrer Niederlassung, einschließlich Rechtspersonen aus nicht assoziierten Drittländern oder internationalen Organisationen (einschließlich internationaler europäischer Forschungsorganisationen) kann teilnehmen (unabhängig davon, ob sie für eine Finanzierung in Frage kommt oder nicht), sofern die in der Horizont-Europa-Verordnung festgelegten Bedingungen sowie alle anderen im jeweiligen Aufforderungsthema festgelegten Bedingungen erfüllt sind.
Eine "Rechtsperson" ist eine natürliche oder juristische Person, die nach einzelstaatlichem Recht, EU-Recht oder internationalem Recht gegründet wurde und als solche anerkannt ist, Rechtspersönlichkeit besitzt und in eigenem Namen handelnd Rechte und Pflichten ausüben kann, oder eine Einrichtung ohne Rechtspersönlichkeit.
Besondere Fälle:
- Verbundene Einrichtungen - Verbundene Einrichtungen (d. h. Einrichtungen, die rechtlich oder kapitalmäßig mit einem Begünstigten verbunden sind, die mit ähnlichen Rechten und Pflichten wie die Begünstigten an der Maßnahme teilnehmen, die aber die Finanzhilfevereinbarung nicht unterzeichnen und daher nicht selbst zu Begünstigten werden) sind zulässig, wenn sie für eine Teilnahme und eine Finanzierung in Frage kommen.
- Assoziierte Partner - Assoziierte Partner (d. h. Einrichtungen, die sich an der Maßnahme beteiligen, ohne die Finanzhilfevereinbarung zu unterzeichnen und ohne das Recht, Kosten in Rechnung zu stellen oder Beiträge zu fordern) sind zulässig, sofern die Bedingungen für assoziierte Partner in den spezifischen Aufforderungsbedingungen festgelegt sind.
- Einrichtungen ohne Rechtspersönlichkeit - Einrichtungen, die nach ihrem nationalen Recht keine Rechtspersönlichkeit besitzen, können ausnahmsweise teilnehmen, sofern ihre Vertreter in der Lage sind, in ihrem Namen rechtliche Verpflichtungen einzugehen, und Garantien zum Schutz der finanziellen Interessen der EU bieten, die denen von juristischen Personen gleichwertig sind.
- EU-Einrichtungen - Nach EU-Recht geschaffene Rechtspersonen, einschließlich dezentraler Agenturen, können Teil des Konsortiums sein, sofern in ihrem Basisrechtsakt nichts anderes vorgesehen ist.
- Gemeinsame Forschungsstelle ("GFS") - Sofern dies in den besonderen Bedingungen der Aufforderung vorgesehen ist, können die Antragsteller in ihren Vorschlägen auf den möglichen Beitrag der GFS hinweisen; die GFS beteiligt sich jedoch nicht an der Ausarbeitung und Einreichung des Vorschlags. Die Antragsteller geben den Beitrag an, den die GFS je nach Umfang des Themas zu dem Projekt leisten könnte. Nach dem Bewertungsverfahren können die GFS und das für die Finanzierung ausgewählte Konsortium eine Vereinbarung über die spezifischen Bedingungen für die Beteiligung der GFS treffen. Wird eine Einigung erzielt, kann die GFS der Finanzhilfevereinbarung als Begünstigter beitreten, der eine Nullfinanzierung beantragt, oder sich als assoziierter Partner beteiligen und würde dem Konsortium als Mitglied beitreten.
- Vereinigungen und Interessenvereinigungen - Einrichtungen, die sich aus Mitgliedern zusammensetzen (z. B. europäische Forschungsinfrastrukturkonsortien (ERICs)), können als "alleinige Begünstigte" oder "Begünstigte ohne Rechtspersönlichkeit" teilnehmen. Wenn die Maßnahme jedoch in der Praxis von den einzelnen Mitgliedern durchgeführt wird, sollten diese Mitglieder ebenfalls teilnehmen (entweder als Begünstigte oder als verbundene Einrichtungen, da ihre Kosten sonst NICHT förderfähig sind).
weitere Förderkriterien
Die Aktivitäten sollen bis zum Ende des Projekts TRL 5 erreichen.
Wenn Projekte satellitengestützte Erdbeobachtungs-, Ortungs-, Navigations- und/oder damit zusammenhängende Zeitmessungsdaten und -dienste verwenden, müssen die Begünstigten Copernicus und/oder Galileo/EGNOS nutzen (andere Daten und Dienste können zusätzlich verwendet werden).
Zusatzinformationen
Themen
Relevanz für EU-Makroregion
EUSAIR - EU Strategie für den adriatischen-ionischen Raum, EUSALP - EU Strategie für den Alpenraum, EUSBSR - EU Strategie für den Ostseeraum, EUSDR - EU Strategie für den Donauraum
UN Nachhaltigkeitsziele (UN-SDGs)
Zusätzliche Informationen
Alle Vorschläge müssen elektronisch über das elektronische Einreichungssystem des Portals "Funders & Tenders" eingereicht werden (zugänglich über die Themenseite im Bereich "Search Funding & Tenders"). Einreichungen auf Papier sind NICHT möglich.
Die Vorschläge müssen vollständig sein und alle Teile sowie die obligatorischen Anhänge und Begleitdokumente enthalten, z. B. einen Plan für die Nutzung und Verbreitung der Ergebnisse einschließlich Kommunikationsmaßnahmen usw.
Das Antragsformular besteht aus zwei Teilen:
- Teil A (direkt online auszufüllen) enthält administrative Angaben zu den antragstellenden Organisationen (künftiger Koordinator und Begünstigte sowie angeschlossene Einrichtungen), den zusammengefassten Finanzplan für den Vorschlag und aufrufspezifische Fragen;
- Teil B (der vom Einreichungssystem des Portals herunterzuladen, auszufüllen und dann zusammenzusetzen und als PDF-Datei wieder in das System hochzuladen ist) enthält die technische Beschreibung des Projekts.
Anhänge und Begleitdokumente sind direkt im Einreichungssystem verfügbar und müssen als PDF-Dateien (oder in anderen vom System zugelassenen Formaten) hochgeladen werden.
Für einen vollständigen Antrag (Teil B) sind 45 Seiten vorgeschrieben.
Call-Dokumente
HE-Work Programme 2023-2024, Cluster 5, Destination 2HE-Work Programme 2023-2024, Cluster 5, Destination 2(649kB)
Kontakt
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