瑞士b-science.net三周电池专利评论 2022-12-01~12-20

2022-12-20

     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:

   
(付费用户会获得完整的三项专利评论及专利列表的EXCEL文档)


锂离子电池 - 电解质 - 固体和凝胶

电解质成分、电解质片和二次电池

申请人: 日本特殊陶业株式会社 / JP 2022171018 A

这项工作的目标是在构建氧化物/聚合物/离子液体/锂盐复合电解质层时避免凝胶形成,因为凝胶形成使均匀薄电解质片的形成复杂化。

离子液体N-甲基-N-丙基吡咯二(氟磺酰)亚胺(P13-FSI)与LiNSO2F2LiFSI13摩尔/升)、LLZ-SrLi6.95Mg0.15La2.75Sr0.25Zr2.0O12,离子电导率:1 x 10-3S/cm6139体积比氧化物/电解质溶液),然后与N-甲基吡咯烷(NMP,与LLZ-SrLiFSIP13-FSI质量比为43.2%)和聚氟化乙烯(PVDFLLZ-SrLiFSIP13-FSI的质量比为4.8%)混合。

8小时后,由此产生的浆液没有形成凝胶,而与之对比的LLZ-TaLi6.6La3Ta0.4Zr1.6O12)的示例则形成了凝胶。

这项工作说明了在选择固体氧化物电解质作为复合电解质组件时,加工特性也很重要,因为均匀薄膜的形成会对能量/功率密度产生积极影响,同时降低原材料成本。

一种有机-无机复合固态电解质及其制备方法、锂离子固态电池

申请人: 合肥国轩高科动力能源有限公司 / CN 115377481 A

使用金属合金将集流体与固态电池的锂负极结合

申请人: 苹果公司 / WO 2022245424 A1

   

锂离子电池 - 正极

前体和正极活性材料之间的一种新型中间材料

申请人: NANO ONE MATERIALS / CA 3158973A1

LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2NMC811)和LiNi0.5Mn1.5O4LNMO)是在内衬含镍Inconel合金(特殊金属公司)的旋转窑中制造的,方法是在高达500°C(空气或氧气气氛)下混合草酸锂、草酸镍、草酸锰(如果是NMC811草酸钴),形成预烧的前体,然后在高达925°C下烧结,形成最终的NMC811LNMO产品。

下图显示了热处理前体粉末的XRDX射线粉末衍射)光谱(a)、预烧制前体(b23-26 m2/g BET比表面积)和最终的NMC811材料(c0.3-0.5 m2/gBET比表面积)。

有人认为,由于LiOH在烤箱表面熔化/粘住并导致金属表面腐蚀,因此它不能用于金属衬里的旋转炉。然而,金属衬里旋转炉表现出良好的粉末混合,并允许具有成本效益的加工,从而直接形成NMCLNMO。当使用匣钵(没有粉末搅拌)代替旋转窑时,该工艺并没有产生纯LNMO

Intensity:强度


Image Nano One


这项工作说明了如何在干燥过程中直接由金属草酸盐前体形成NMCLNMO,这可以大幅降低工艺成本,并避免硫酸盐水浪费(尽管氧化物分解时可能会排放二氧化碳)。

一种磷酸锰铁锂正极片及其制备方法

申请人: 江苏贝特瑞纳米科技有限公司 / CN 115411228 A


正极活性材料,其制造方法,以及含有该正极活性材料的锂离子可充电电池

申请人: Top Material / KR 102467486 B1

离子电池- 负极(不包括锂金属电极)

负极活性材料及其生产方法

申请人: 信越化学工业株式会社 / WO 2022239676 A1

该专利申请包含一系列实验,以优化碳涂层SiOXX =0.7-1.3)的第一次循环效率和容量保留(500个循环,0.7 C电荷/0.5 C放电,LiNi0.7Co0.25Al0.05O2基正极,负极:SiOX/碳纳米管/直径50纳米的细碳/苯乙烯-丁二烯橡胶/羧甲基纤维素=92.5 : 1: 1 : 2.5 : 3的质量比)。这些测试表明:

  • X = 0.9提供了有利的首次循环效率(88.7%)和容量保持(68.5%),而X < 0.8的容量保持恶化。

  • Si111)的最佳域大小约为9纳米(第1周期效率为89.3%,容量保持率为70.4%)。

  • Li2SiO3在与Li/双苯基/二乙烯重整时的存在将第一个周期效率从78.0%提高到89.5%70.1%的容量保持率)。

  • 在水性负极浆中添加碳酸锂可以提高其稳定性(首次循环效率和循环稳定性实际上保持不变)。

  • 在空气中(导致含C / N     / O表面)而不是在氩气下进行碳涂层SiOX的热处理(600°C)时,容量保持率(70.1%)、首次循环效率(89.5%)和浆料稳定性得到了显著提高。

  • 在中位粒度为6微米的情况下,获得了良好的首次循环效率(89.5%)和容量保持率(70.1%)。

  • 在浆料中添加磷酸铝可以提高其稳定性,从而提高其稳定性。

这项工作说明了信越化学工业株式会社的广泛优化工作,以使用SiO0.9实现有利的循环稳定性和首次循环效率,这取决于将一系列材料参数保持在正确的平衡(不要太高,不要太低)。

一种用于补锂的负极片及其制备方法、锂离子二次电池负极片的制备方法

申请人: 北京卫蓝新能源科技有限公司 / CN 115377345 A

无客体硅包合物的制造方法和无客体硅包合物的制造装置

申请人: 丰田自动车株式会社 / CN 115432704 A

质子交换膜燃料电池、固态氧化物燃料电池、磷酸燃料电池、阴离子交换膜燃料电池- 电化学活性材料

‍‍查看我们即将发布的预售版《质⼦交换膜燃料电池和电解槽创新及专利报告》

催化剂油墨成分和形成氢泵浦质子交换膜电化学电池的方法

申请人: BLOOM ENERGY / US 2022367883 A1

描述了一种可以在甲烷、氢和碳氧化物(合成气体)或甲醇混合物上运行的燃料电池系统。它包含一个带有陶瓷电解质的固体氧化物燃料电池堆栈,例如yttria稳定氧化锆(YSZ),阳极电极,如镍YSZ陶瓷,以及阴极电极,如锰酸镧。增湿器由博纯提供的基于Nafion®的透水膜以及回收部分SOFC废气。进口燃料部分由燃料电池废气回收的热量加热。进气燃料可以加热和加湿,然后进入位于主燃料电池堆栈上游的燃料重整机。此外,含有带有Pt-Ru催化剂颗粒的阳极层的耐COMFC位于SOFC的下游,分离出可以回收回燃料入口流的氢气。当每次使用率约为75%时,可以获得约94%至约95%的有效燃料利用率,大约85%的燃料废气氢气被泵分离器回收回燃料电池堆栈。通过这些改进,交流燃料电池的效率从45%提高到76-80%

这项工作很重要,因为该系统的运行效率更高,可以纳入许多天然气、沼气、合成气体或甲醇流的环境,包括能源和石化工厂运营。

通过控制氮掺杂热处理温度制造燃料电池催化剂载体的方法

申请人: Vinatech / KR 20220157608 A

在这项专利申请中,通过在电极材料制备过程中添加二氰胺(DCDA)来提高燃料电池电极材料的抗氧化性,使含有乙炔黑色骨架的碳支架掺杂氮。热处理的应用导致PyrrolicNPyridic NGraphiticN的形成,其中Pyridic N的比例相对高于PyrrolicNGraphiticN。乙炔黑色的二次热处理在配有蒸汽和氮气的旋转滚筒中进行,并加热到700-1100°C进行激活。这种方法确保了水很好地渗透到乙炔黑色中,因此不需要更高的温度来激活。将二次热处理温度保持在650°C,将燃料电池支撑的恶化限制在0.8%(而800°C的热处理为2.3%)。ECSA(电化学活性比表面积)也得到了改善——对于650°C的二次热处理,在初始充电期间获得60.6m2/gECSA降解率为48%,对于800°C的二次热处理,ECSA的降解率为84.2 m2/g,降解率为52%

Image Vinatech


这项工作很重要,因为它提高了燃料电池催化剂系统的性能和寿命,这对实现技术目标很重要。

用于具有连续亲水梯度的燃料电池的聚合物电解质膜和由相同成分组成的燃料电池

申请人: 可隆/ KR20220151906 A

一种用于燃料电池的聚合物电解质膜,其材料具有位于多孔支架表面的亲水聚乙烯醇(PVA)。电解质膜的密度从电解质膜的一侧增加到另一侧,因此与阴极接触的亲水材料量较低,与阳极接触的接触量很高。与基线比较示例相比,这提高了氢离子的导电性和电流密度,如下表所示。

실시예: 事例

비교예: 比较例子

구분: 集体

수소이온전도도: 氢离子导电性

RT: 室温

전류밀도:电流密度

RH: 相对湿度


Image Kolon
Image Kolon

这项工作很重要,因为对电极材料设计进行了相对简单的修改,对电导率和电流密度等关键技术参数有了显著改进。


欢迎订阅电池创新与专利报告(点击链接可下载预览版,付费用户可获得中英文完整版本)
PDF210页)
PDF235页)
PDF122页)
(预售,预览