瑞士b-science.net三周电池专利评论 2023-04-27~05-19

2023-05-22

      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

一种高电压PEO基固态电解质及其制备方法与应用

申请人:巴斯夫杉杉电池材料有限公司 / CN 115995603 A

基于PEO/ TEGDME / LiODBF / LiTFSI65.916.53.314.3质量,乙腈溶液涂层,然后在室温下干燥24小时)的电解质薄膜的离子电导率为1.74× 10-4 S/cm,电压窗口为5.8V

对于仅基于PEOLiTFSI82.117.9质量)的比较电解质,测量了4.25×10-6S/cm的离子电导率和3.7V的电压窗口。

测量电压窗口的电池配置:不锈钢/电解质/锂金属,扫描速度:10 mV/s

下图显示了使用锂金属负电极和基于NMC9½½的正极的循环测试。

增加的电压窗口是由于LiODBF反应后在正极(包括集流器箔)上形成接口膜,而TEGDME主要用于增加离子导率和降低接口电阻。

PEO:聚乙烯氧化物

TEGDME:四乙二醇二甲基醚(沸点:216°C

ODFB:二氟草酸硼酸钠

TFSI:双三氟甲烷磺酰亚胺



Image BASF Shanshan
Image BASF Shanshan

这项工作说明了提高含PEO电解质的电压稳定性和离子电导率的简单方法。

经证实,如果PEO与在室温下与PEO反应非常低的正极接口接触,那么它在高电压下是动力学稳定的。


混合固态电解质和由混合固态电解质组成的电池

申请人:LIONVOLT / NL 2029308 B1

带有固态电解质层的多孔树脂片

申请人:3DOM Alliance / JP 2023049521 A


锂离子电池正极

用于二次电池的正极活性材料

申请人:L&F / WO 2023068630 A1

通过共沉淀程序,从硫酸金属前体制备了Ni0.96Co0.01Mn0.03(OH)2

这种材料(Henschel300 LNipponCoke & Engineering)与LiOH∙ H2O1.03mol)、AlOH30.003 mol)和ZrO20.003 mol)混合,然后进行煅烧处理(氧气,高达720°C30小时,包括加热和冷却阶段),然后粉碎和分类。

所得材料(Henschel300 LNipponCoke & Engineering)与AlOH30.38质量)混合,然后进行煅烧(氧气,450°C5小时)。

所得材料(Henschel300 LNipponCoke & Engineering)与H3BO30.45质量)混合,然后进行煅烧(氧气,300°C5小时)。

TEM(透射电子显微镜)分析展示了部分含铝涂层,该涂层进一步涂覆含硼层,这些涂层共同构成了完全覆盖高镍NMC核心的2层涂层。

半电池测试显示,放电容量为217.6毫安时/克,第一周期效率为88.2%30个周期后容量保持为95.2%30个周期后电阻增加63.4%(在45°C下充电/放电0.3度)。

有人认为,由于2层涂层,减少了氧解吸,提高了结构稳定性,并减少了副反应。

这项工作说明了一种高镍NMCA材料,该材料掺杂了Zr,并涂有2层铝/B基涂层,从而实现了高能量密度和良好的循环稳定性。


一种复合磷酸锰铁锂材料及其制备方法与应用

申请人:蜂巢能源科技股份有限公司/ CN 115966671 A


一种改性磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法和应用

申请人:湖北亿纬动力有限公司 / CN 116014122 A


锂离子电池负极(不包括锂金属电极)

预锂化硅氧复合材料及其制备方法和应用、含该材料的极片和电池

申请人:宁波杉杉新材料科技有限公司 / CN 116014145 A

一氧化硅在管式炉中涂覆碳(氩气/乙炔=91800°C1小时),然后用0.2 M氟化氢溶液蚀刻,然后进行过滤,然后洗涤以获得SiO@void@carbon

将该材料浸泡在二乙醚的苯基锂溶液中,搅拌(4小时,在氩气下),然后过滤以获得SiO@void@carbon@Li

由此产生的材料在乙酸乙酯中与硼酸结合,然后在热水浴中搅拌(未透露确切温度),直到乙酸乙酯完全蒸发,然后进行热处理(500°C4小时)以获得LiBO2/B2O3涂层。

在半电池测试中,这种材料的可逆容量为1,375毫安时/克,第一周期效率为89.5%100个周期后容量保持为85%0.5 A/克的充电/放电密度)。

这项工作结合了蚀刻,在碳和氧化硅之间产生空隙空间、预浸蚀和硼基涂层,以获得可能表现出良好平衡性能特性的高能活性材料。


为金属离子电池制备电活性材料的工艺

申请人:NEXEON / GB 2612092 A

硅电池和组装方法

申请人:IONOBELL / US 2023110918 A1


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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使用CNT作为离聚物载体的三相电极

申请人: Terralix / KR 20230046704 A

预处理的MWCNT6 M水硝酸)分散在异丙醇(IPA)溶液中(132.2质量),然后与离聚物D521Nafion分散体混合(ChemoursMWCNT /ionomer = 11质量,2小时,超声波浴和蒸汽搅拌器),然后使用3辊机粉碎并干燥。

正极浆料的获取,首先通过结合催化剂结构载体Pt/CTEC10V40ETANAKAPt40质量%C60质量%)和D521Nafion分散体(Chemours2小时,超声波浴和蒸汽搅拌器,质量比15.2,在乙醇/去离子水中质量比37),然后与上述MWCNT/离聚物复合材料混合(37质量,2小时,超声波浴和蒸汽搅拌器),使用3辊机粉碎,搅拌(12小时)。

如下图所示,当异丙醇首次用于生产MWCNT/离聚物复合结构时,观察到功率性能的提高和高频电阻(HFR)的降低,然后在第二步使用乙醇/水。

EtOH:乙醇

IPA: 异丙醇

DI:去离子水

CNT dispersant: 碳纳米管分散剂

Slurry solvent: 浆液溶剂



Image Terralix

Image Terralix

这项工作很重要,因为它说明了优化的材料和工艺特性,允许在燃料电池电极中收获MWCNT(导电性与机械强度相结合)的有利特性。


PEMFC -含有相同成分的PEMFC的复合物电解质膜和含有相同成分的聚合物电解质膜燃料电池

申请人: Sang A Frontec / KR 102518521 B1

这项工作包括一个双聚合物电解质燃料电池,该燃料电池分为使用氢气作为燃料的质子交换膜燃料电池(PEMFC)和使用直接供应给阳极的液体甲醇作为燃料的直接甲醇燃料电池(DMFC)。

高耐久性改进剂由CeO2载体(D50177纳米)和铂(D505纳米,0.1质量%)制成。它与基于全氟磺酸基离聚物的电解质膜形成溶液(0.5质量%,商品名:AquivionD72-25DSSolvay)结合。

从含有5.5Pt / CeO2的阴极(5.5质量%)获得了最高的燃料电池OCV(开路电压)耐久性(1,327小时)。

这项工作对于防止降解从而提高燃料电池的可靠性非常重要。

氢燃料电池阳极电极催化剂

申请人: CATALER / WO 2023068086 A1

这项工作涵盖了防止产生腐蚀性过氧化氢的催化剂系统。

以比表面积为300m2/g的碳载体、二硝基胺铂硝酸溶液为原料制备Pt/C,然后添加乙醇并发生还原反应(90°C2小时)。过滤固体催化剂,用水清洗,干燥(空气,80°C15小时)。所得材料与硝酸钌(III)的硝酸溶液混合(Ru / Pt =0.05)。混合物在水中用硼氢化钠(30°C2小时)还原,过滤,洗涤,在空气中干燥(80°C15小时)并煅烧(500°C1小时,在Ar下)。将Pt/Ru/C材料浸入0.5 N硝酸水溶液(80°C6小时),过滤,用水清洗,然后干燥(空气,80°C15小时)以得到最终催化剂。

最佳结果显示在下图的右下角象限中(最低的H2O2含量/最高的维护耐久性率)。


発生率 (相対値): 发生率(相对值)
耐久維持率: 耐久性维持率
実施例: 示例
比較例: 比较例

generation rate (relative value): 生成率(相对值)

Long-term retention rate: 长期保留率

Comparative example: 比较例

Example: 例子

Image Cataler

这项工作对于提高氢燃料电池的长期耐用性非常重要。值得注意的是,Cataler的技术用于丰田MiraiFCEV催化剂系统。



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