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
申请人: 银叶元素公司 / CN 115911530 A
通过球铣Li3N、LiI、LiBr、LiCl和LiF制备了Li10NBr2.1I2.1F2.1Cl0.7。测量了4.4 × 10-4S/cm的离子电导率。
通过成型制造了带有双层电解质的电池,其中Li10NBr2.1I2.1F2.1Cl0.7层面向锂金属负极,而Li3InCl6面向LiNi0.83Co0.11Mn0.06O2活性材料。观察到80次循环后207 mAh/g可逆容量、90%第一循环效率和95%的容量保留(0.09mA/cm2充电/放电电流)。
这项工作说明,含N的卤化物能让锂金属负极具有有利的循环稳定性。在更大的电池中以更高的速度进行更多循环后,看到的结果会很有趣。
申请人: 丰田汽车 / US 2023102548 A1
申请人: 松下 / WO 2023053807 A1
锂离子电池 - 正极
申请人: 宁德时代新能源科技股份有限公司 / CN 115832283 A
基于LiMn0.7Fe0.3PO4(LMFP,Dv50:8微米)/聚乙烯胺(PEI)/纳米LFP(LiFePO4,Dv50:80纳米,标记为“低偏振”材料)/聚氟乙烯(PVDF,1.1质量%)/SuperP导电炭黑(IMERYS,2.7质量),98:1:1
在全电池(基于石墨的负电极)中,在1000个周期(16A电荷电流,1C放电率,未披露确切的电率)后观察到91.5%的容量保留,而没有nano-LFP和PEI的电池为81.5%,没有nano-LFP的电池为86.1%(2 mol%PEI与LMFP
这些结果通过在PEI介导的LMFP顶部形成纳米LFP结构域来合理化(见图)。

这项工作说明了CATL如何通过纳米LFP功能化LMFP表面,使用Mn/Fe摩尔比为7:3的LMFP实现有利的循环稳定性。由于正电极孔尺寸分布允许高效的锂离子扩散和避免裂纹形成,似乎实现了有利的循环稳定性。
申请人: UCHICAGO ARGONNE / US 2023108813 A1
申请人: 比亚迪股份有限公司 / CN 115863554 A
离子电池- 负极(不包括锂金属电极)
申请人: 江苏时代新能源科技有限公司 / CN 115832237 A
在充满氮/甲烷的直流电弧反应室中,通过放置在铜端子上,使用硅块作为阳极。工艺激活后,负电极活性材料。作为反应时间为30分钟后的最终处理步骤,将空气引入反应室,对下图所示的活性材料的碳表面进行钝化。
这种活性材料的半电池测试在200次循环(0.1C充电/2 C放电)后显示:放电能力(0.1 C)为1,413mAh/g,库仑效率为99.58%。
Carbon: 碳
layer: 膜
这项工作说明了生产涂有Si3N4、碳(可能通过氧处理与亲水基团功能化)的单罐纳米颗粒的过程。
生产纳米硅、锂离子电池负极活性材料、锂离子电池负极和锂离子电池的方法
申请人: FIMATEC / WO 2023048167 A1
申请人: 蜂巢能源科技(马鞍山)有限公司 / CN 115863586 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
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申请人: 现代汽车 / 起亚 / US 2023089370 A1
这项工作涵盖了具有改进稳定性的膜电极组件(MEA),通过在整个MEA区域定制分配非合金Pt和合金(可能是PtCo)催化剂,以更低的材料成本制造(见下图)。
示例1:区域31在0.25 mgPt/cm2下涂上合金催化剂(大概是PtCo),而区域32在0.4 mgPt/cm2下涂上非合金(仅限Pt)催化剂。
比较示例1:使用非合金催化剂的MEA,在0.4 mg Pt/cm2,横跨31和32。
比较示例2:MEA与合金催化剂在0.25 mg Pt/cm2横跨31和32。
A,A':长边
B,B':短边
12:空气引入部分
13:空气排放部分
14:燃料引入部分
15:燃料排放部分
16:冷却剂歧管
ComparativeExample: 比较示例
Example: 事例
DurabilityTime (hr): 耐用性(小时)
Performance:运转


这项工作很重要,因为它提高了燃料电池的耐用性和成本,而不需要在催化剂开发中进行逐步改变,从而允许快速实施。
申请人: 中自环保科技股份有限公司 / CN 115881980 A
这项工作涵盖了制备Pt电催化剂的改进的一锅浸渍还原方法。以前的工作使用了两步法或一步法,这导致了Pt和合金金属之间的次优合金化,分散性不均匀,催化活性低。
搅拌H2PtCl6(水溶液)和NaHSO3(1:3比)(环境温度,1小时)。添加了Co(NO)3)2·6H2O和柠檬酸钠。30分钟后,使用NaOH溶液将pH值调整为7-8。碳支撑被分散在水中并添加到金属前体溶液中,将pH值调整到8,然后进一步混合(2-12小时)。
接下来,NaBH4在5小时内被蠕动泵滴入悬架,以完成金属共还原和合金形成。经过过滤、用水洗涤和真空干燥(70°C,12小时)后,获得了PtCo合金/碳催化剂。PtFe/碳和PtNi/碳使用相同的络片和还原剂与不同的Pt前体和合金金属制成。
ORR(氧还原反应)性能测试,以及相应的LSV(线性扫伏安法)曲线如下所示。这些表明PtCo/碳、PtFe/碳和PtNi/碳表现出良好的ORR活性。PtCo / C表现最好,质量活性为0.442A/mg Pt。
RHE:可逆氢电极
这项工作很重要,因为它允许更快、更便宜、更简单的生产路线,采用环保的水基系统和具有良好质量活性的高质量催化剂产品,这超过了美国能源部规定的0.44A/mg Pt的目标。
申请人: 中钢天源股份有限公司 / CN 115821128 A
确定了金属双极板在硬度和变形性方面具有良好平衡性能的合金:
Al / Mg /Si / Cu / Zn / Fe / Mn / Ti,94.08:0.6:1.2:0.2:3:0.4:0.5:0.02。
通过两步热处理(485°C,3小时,然后555°C,30小时),然后热轧,中间退火,冷轧,切割和盐浴(540-555°C,1-4分钟)处理,实现了有利的合金均匀性。
这项工作表明,合金筛选方法可以根据其他燃料电池组件和最终应用要求定制双极板。
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固态锂离子电池(PDF,196页)
高容量负极材料(PDF,223页)
高容量正极材料(PDF,180页)
燃料电池和电解槽(预售,预览版)