b-science.net 三周电池专利评论 2025-08-14~09-03
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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：
SOLIVIS / KR 20250109169 A
通过硼基元素掺杂制备了具有银辉石结构的硫化物基固态电解质。将前驱体Li2S、P2S5、LiCl和LiBr与B2S3（占总前驱体质量的1.1摩尔百分比）混合。在庚烷中使用3毫米钢球进行球磨处理，随后进行真空干燥（80°C）。
前驱体粉末经氩气气氛下500°C热处理6小时，形成银辉石型固态电解质。X射线衍射（XRD）分析证实其形成银辉石结构，特征峰与未掺杂对照样品吻合（见图）。
所得固态电解质表现出7.34×10-3 S/cm的离子电导率及1.80 g/cm3的压缩密度。经NCM811正极材料电化学测试，放电容量达182 mAh/g，库仑效率为78.4%（0.05C充放电循环），而未掺杂对照材料分别为169 mAh/g和79.0%。
硼掺杂在银辉石晶格中形成[B]S3三角结构，增强了结构稳定性，并在受潮时抑制了硫化氢气体析出（未发现相关实验数据）。
실시예1: 实施例1
실시예2: 实施例2
실시예3: 实施例3
실시예4: 实施例4
비교예: 比较例
本研究表明硼掺杂硫化物电解质可提升离子电导率并降低湿度敏感性。
通过进一步优化表面特性，可在保持良好离子电导率的同时显著改善湿度稳定性。
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申请人：
LG新能源 / WO 2025165168 A1
通过混合二氧化硅（D50：17微米，91质量%）、单壁碳纳米管（SWCNT，1.6质量%）、聚乙烯吡咯烷酮分散剂（PVP，2.4质量%）、苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR，2质量%）、丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物（丙烯酰胺：丙烯酸：丙烯腈=60：30：10摩尔比，2质量%）及羧甲基纤维素（CMC，1质量%）于水中混合制备。
将浆料进行喷雾干燥（进料温度250°C，出料温度105°C），经筛分后获得颗粒（D90：35μm）。颗粒表面区域结合剂浓度较高，而SiO2和单壁碳纳米管则在颗粒核心区域更高度富集。
负极混合物通过将颗粒（3.2质量%）与人造石墨（46.5质量%）、天然石墨（46.5质量%）、炭黑（1.0质量%）、聚乙烯（PE，0.3质量%）、聚偏二氟乙烯（PVDF，2.0质量%）及聚四氟乙烯（PTFE，0.5质量%）混合制成。混合物在140°C、50大气压条件下以10转/分钟速度混炼20分钟。
所得混合物块经粉碎后，于130°C下用辊筒压延成负极薄膜（见图）。两层薄膜覆于铜集流体（12μm）两侧，该集流体表面涂覆导电底漆层（炭黑：丙烯酸粘合剂=5:5质量比）。
在半电池测试中，该电极经100次充放电循环（0.33C倍率）后容量保持率达89.8%，而未预制颗粒的对照电极仅为87.0%。
100：制造工艺
110：原材料
120：混合粉末
130：最终电极薄膜
本研究展示了一种优化工艺效率/成本与性能的干法负极制造工艺。含SiO的颗粒状组分作为负极的微量成分（质量比3.2%），显著降低了喷雾干燥工序的成本影响，而该工序对循环稳定性具有重要贡献。
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申请人：
NOVONIX BATTERY TECHNOLOGY SOLUTIONS / NOVONIX ANODE MATERIALS / WO 2025165784 A1
通过高速混合器将Ni粉、Co粉、Mn3O4粉、Zr(OH)4粉与过量20%的Li2CO3粉按化学计量比混合，制备Li[Ni0.83Mn0.06Co0.11]0.9975Zr0.0025O2（NMC83）前驱体混合物。
混合前驱体经液压压机压制成坯，施加压力范围从手压至4吨（19.4 MPa）。坯料转移至陶瓷匣钵中，在箱式炉氧气气氛下于900°C进行烧结。烧结后材料经喷射粉碎机处理以分散二次聚集体。
对比试验表明：未压制样品团聚现象显著，而压制样品呈现单晶形态且粒径均匀。经Rietveld精修法测定，未压制样品阳离子混合值为2.65%，压制样品为1.08%。
半电池测试显示：压制材料可逆放电容量为194.7 mAh/g，首循环不可逆容量为12.7%；非压制材料则为188.6 mAh/g和14.2%。经25次循环后，压制样品在C/5倍率下容量保持率约为95%，而未压制样品保持率约为85%。
(a)：非压制前驱体混合物
(b)：排列于匣钵中的压制前驱体混合物
本研究表明，相较于粉末烧结工艺，压制NMC前驱体颗粒（干法工艺，无需溶剂）经烧结后展现出更优异的性能。颗粒烧结技术在工艺效率、规模化生产的一致性及可持续性方面具有显著优势。
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申请人：
松下 / WO 2025158822 A1
制备了介孔碳负载的Pt1.94Co0.65Ni0.35电极催化剂，通过优化镍组分提升氧还原反应(ORR)活性。
将介孔碳（CNovel, Toyo Carbon, 孔径：10 nm）分散于水/乙醇（1:1质量比）中，经珠磨机处理（20分钟）。
碳载体经水蒸气吸附处理（30°C，90%相对湿度，12小时）以增强表面特性。加入14%（质量分数）二硝基二胺铂硝酸溶液以实现50%（质量分数）铂负载量，随后进行加热（80℃，6小时）及还原处理（220℃，2小时，氮气/氢气气氛85:15）。
将六水合氯化钴与六水合氯化镍按预定比例溶解于纯水（50 mL）中以获得目标组分。将溶液加入铂负载碳材料后，缓慢滴加1质量百分比氢化钠溶液（50 mL）并搅拌（10分钟）。
在管式炉中于还原气氛（氮气/氢气 97:3，1 L/min 流量）下进行热处理。温度曲线：升温至120℃（10分钟），升温至1000℃（150℃/h），保温（30分钟），继续升温至1100℃（100℃/h），保持（2小时）。
所得材料在0.2 mol/L硫酸溶液（80°C，2小时）及0.2 mol/L硝酸溶液（70°C，2小时）中搅拌，以去除表面多余钴和镍。随后进行二次热处理（400°C，2小时，氢气气氛）实现表面致密化。
X射线衍射分析证实形成L10有序结构，其比例为0.44。该催化剂在0.9伏特下展现出1420 A/g-Pt的质量活性，较Pt-Co二元合金催化剂提升2.58倍（见图）。
在PtxCo1-yNiy配方中，优化镍组分比例（y=0.35）展现出卓越催化性能，源于介孔载体与三元合金组分的协同效应。
● 介孔碳载体
□ 炭黑载体（比较例）
規格化触媒活性: 规格化催化剂活性
ニッケルの組成比率: 镍的组成比率
本研究表明，通过同步优化碳载体、Pt/Ni比例及影响催化剂纳米结构的工艺特性，可显著提升质子交换膜燃料电池的催化性能。
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