b-science.net ·三周电池专利评论·2024-11-14~12-05
针对锂电池行业创新比较活跃的固态电解质、高能正极、高能负极及燃料电池材料，瑞士b-science.net收录了最近三周全球比较重要的专利申请，并对关键专利进行了评论（紫色字体部分），摘要如下：
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申请人：
ENERGY EXPLORATION TECHNOLOGIES /
WO 2024226572 A2
使用双面涂层隔膜制造了一种锂/NMC622 软包电池（0.8 Ah）。隔膜包括一个聚乙烯基膜（9 μm），并且两面涂有 LLZTO（Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12，粒度：500 nm）和聚氧化乙烯（质量比为 90:10，厚度未确定）的混合物。
一个软包电池包含 9 层 NMC622 正极（20.5 毫克/平方厘米）和 8 层锂金属负极（40 微米）。
电解液包括二甲氧基乙烷（DME）/1,1,2,2-四氟乙烯-2,2,3,3-四氟丙基醚（TTE）（摩尔比 1.2:3）中的双（氟磺酰）亚胺锂（LiFSI，1 M）。
电池的首次循环效率为 97.4%，250 次循环（充/放电温度为 0.33 C）后的容量保持率为 98.4%。
Discharge capacity: 放电容量
Cycle number: 循环次数
Coulombic Efficiency (CE): 库仑效率
Avg.: 平均值
capacity retention: 容量保持率
Electrolyte: 电解液
Voltage range: 电压范围
这项研究表明，半固态电池设计具有良好的循环稳定性，其一面是面向锂金属负极的固态层，另一面是充满液态电解质的多孔隔膜。
据推测，液态电解质将被一种优化的混合物所取代，这种混合物可能含有沸点较高的成分，以提高固有的安全特性。
高级版本包括另外两项专利讨论，以及包含50-100个商业相关的最新专利族的Excel列表。
申请人：
特斯拉 / WO 2024205627 A2
将硅碳复合材料（5 质量％，见图）、石墨（94.75 质量％）和单壁碳纳米管（SWCNT，0.1 质量％）与羧甲基纤维素（CMC，0.15 质量％）在水中混合，制备出一种干复合材料。将浆料混合（800 转/分钟，2 次，365 秒），然后稀释，使固体含量达到 40%，粘度低于 400 cp。然后进行喷雾干燥（入口温度 210°C）。
干燥后的复合材料的中值粒径（D50）为 16.9 μm，BET 比表面积为 1.31 m2/g。
通过将干复合材料与聚四氟乙烯（PTFE，2%）和聚偏氟乙烯（PVDF，0.5%）混合，然后进行压延，使负电极的负载量达到 15.0 mg/cm2，密度达到 1.45 g/cm3。在半电池中，电极的放电容量为 409.4 mAh/g，第一周期效率为 90.5%。使用基于 NMC811 的正极的全电池在 40°C 条件下循环 100 次（C/20 充电/放电）后，容量保持率≈95%。
Graphite: 石墨
Polymer: 聚合物
CNT (carbon nanotubes): 碳纳米管
Dry Composite Materials: 干式复合材料
这项工作表明，特斯拉正在评估其干式负极制造工艺中的硅碳复合材料/石墨活性材料组合。
可能是由于没有进行单独的喷雾干燥 “预混合 ”工艺，导致不同成分的微米级和纳米级分布不够均匀。
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申请人：
松下 / WO 2024224963 A1
将甲磺酸锂（0.1质量％）添加到 NCA（镍钴铝）活性材料的饼状组合物中，然后进行热处理（180°C，2小时）。傅立叶变换红外光谱（FT-IR）证实了二级颗粒表面存在甲烷磺酸盐（残留甲烷磺酸锂含量为0.1质量%）。
干电极制造工艺包括三个主要步骤：
1) 混合步骤：使用 Wonder Crususher 混合器（大阪有机化学，5分钟，室温）将活性材料颗粒、乙炔黑和聚四氟乙烯（PTFE）粘合剂按 100 : 1 : 2 的质量比混合，形成正极混合物。
2) 拉伸步骤：混合物通过外围速度比为 1 : 3 的双辊，形成厚度为 ≈100 μm 的薄片。
3) 连接步骤：使用加热至 300°C 的辊筒，以 1.0 t/cm 的线压力将电极片粘合到铝质集流器上。
从集流板一侧到表面，整个电极厚度上的聚四氟乙烯浓度变化范围为 32-35%，这表明聚四氟乙烯分布相对均匀，没有局部分布。
这项研究表明，松下还以干式正极制造为目标，采用少量甲磺酸锂来提高加工性能，并优化电极与电解液的润湿性。
实现足够均匀的聚四氟乙烯分布非常重要，必须在进一步扩大规模时保持这种分布。
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申请人：
LT Metal / KR 102719562 B1
将碳载体和铂前驱体与乙二醇混合。在混合物中加入福尔马林（相对于铂的摩尔比为 0.5-1）。
将混合物加热（100-170°C，1-5 小时），然后进行表面处理以稳定铂颗粒（未确定细节）。产品经过滤后得到饼状催化剂。
催化剂饼在水中反复分散并过滤洗涤。在氮气环境下干燥（100-180°C）并研磨后，得到粉末状催化剂。
该粉末的粒径为 2.3 nm，还原率为 39.6%（见图），铂活性面积为 77.5 m2/g，MEA（PEMFC 的膜电极组装）性能为 0.60 V@1A/cm2 （65°C，用作阴极和阳极催化剂），而使用肼作为还原剂的对比催化剂的粒径为 2.3 nm，还原率为 28.1%，活性面积为 71.2 m2/g，性能为 0.55 V@1A/cm2。
Intensity (a.u.): 强度（任意单位）
Binding Energy: 结合能
Raw data: 原始数据
Fitting data: 拟合数据
deconvolution data: 反卷积数据
这项研究表明，使用福尔马林调整铂氧化态是可行的，这样可以提高 PEMFC 催化剂的性能。
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固态锂离子电池（PDF，312页）
高容量负极材料（PDF，248页）
高容量正极材料（PDF，184页）
燃料电池和电解槽（预售，预览版）
