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:
(付费会员将会获得完整的三项专利评论及专利列表的EXCELL文档)
锂离子电池 –电解质 –固体和凝胶
申请人: 三星电子/ 康宁/ US 2023246177 A1
生产了LLZO(Li7La3Zr2O12)颗粒,用作固态电解质层,厚度为500μm。在该颗粒上,RF(射频)溅射用于创建GeTe合金薄膜(20nm厚,200 W功率,1,800s溅射时间,N2等离子气体,8 mTorr)。
该结构在氩气(实施例1)或真空(实施例2)下在200°C下热处理30分钟,产生LiGe0.79Te0.53O1.81(实施例1)或LiGe1.25Te1.39O1.39(实施例2)的第一负活性材料层(20nm)组成。
另外,由7μm厚的碳层(炭黑/ PVA-PAA,聚乙烯醇 - 聚丙烯酸= 52.7:47.3质量)组成的第二负活性材料层被条涂在SUS不锈钢箔上。该碳层在金属合金层/ LLZO薄膜上对齐。
然后除去SUS箔,将带有铜集流体的20μm厚的锂金属箔加压在其上(CIP,冷等效压,250MPa,25°C),然后与正极层(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 /碳纳米纤维/ PTFE,聚四氟乙烯粘合剂= 100:2:1质量,拉伸成片状,压在18μm厚的铝箔集流体上,注入离子液体PYR13FSI,N-丙基-N-甲基吡咯烷双(氟磺酰)亚胺盐/ 2M LiTFSI,双(氟磺酰)亚胺锂)。
如下图所示,在进行高达3.0mA/cm2的充电/放电循环时,观察到良好的电化学特性。
Example: 例
Areal capacity: 面积容量
Numberof cycles: 循环次数

这项工作说明了如何将涂有负极活性材料的氧化物层、可将金属锂融入其中的碳支架、和浸渍有离子液体 "溶液 "的正极的结合,从而有望实现快速充放电特性。
看看可以构建多薄的氧化层,溅射处理是否允许关闭氧化层中的缺陷和裂纹(这可能允许在氧化层烧结步骤中节省工艺成本)将是一件有趣的事情。
申请人: IDEMITSU KOSAN / KR 20230107559 A
申请人:苏州清陶新能源科技有限公司 / 中国116581372 A
锂离子电池 -正极
申请人: NANO ONE MATERIALS / US 2023246175 A1
草酸(H2C2O4·2H2O)溶于水。在另一个容器中,在去离子水中制备Li2CO3,NiCO3和MnCO3的混合物。将该碳酸混合物与草酸溶液递增结合,并在室温下搅拌过夜。随后,向浆料中加入Nb(HC2O4)5· 6.35 H2O和Li2CO3,再混合3 h。使用喷雾干燥器干燥混合物,烧制5小时,并在750°C下退火24小时,导致形成LiNbO3涂层尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4(或化学计量略有不同的)。
下图显示了半电池的循环稳定性。据说没有LiNbO3涂层的比较材料在循环超过50次循环时失效。
Capacity: 容量
Cycle number: 循环次数

这项工作可以使尖晶石在性能和成本方面保持平衡。
申请人: SK ON / US 2023246181 A1
申请人: WILDCATDISCOVERY TECHNOLOGIES / 梅赛德斯奔驰集团 / GB 2615129 A
离子电池 -负极(不包括锂金属电极)
申请人: 松下/ WO 2023145540 A1
将Si粉末和科琴黑粉末(88:12质量比)混合并在含有24个SUS钢球(直径20毫米,50小时,惰性气氛)的飞驰P-5行星磨机中进行球磨,从而产生复合颗粒,60%硅和40%碳化硅(SiC)。
将这些颗粒与煤沥青(MCP250,JFE化学)混合,并在惰性气体下于800 °C热处理5 h,在复合颗粒表面形成碳涂层(10质量)。X射线衍射分析显示SiC的一半宽度为3.1°(微晶直径为2.7nm)。
半电池测试在100次循环(1 C充电/放电)后表现出88%的第一循环效率和93%的容量保持率。
这项工作说明了碳化硅(SiC)如何表现出良好的循环稳定性,当它以分布良好的纳米域(2.7nm直径)的形式存在于颗粒核心中,这些纳米域不会阻止电化学活性Si网络和碳壳中的电或离子传输(SiC表现出隔离特性并且确实传导或储存锂离子)。
这个过程可以带来有吸引力的成本。
申请人: IONOBELL / WO 2023114211 A2
申请人: 丰田汽车 / JP 2023103641 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》.
申请人: 一汽解放汽车/ CN 116505009 A
使用23质量%的正硅酸四乙酯和77质量%的乙醇制备混合物。使用12体积%盐酸溶液将pH调节至5.5,并用7体积%氨水溶液进一步调节至8.0,得到硅溶胶。
该溶胶与其他组分结合如下:55质量%硅溶胶,35质量%聚乙烯醇,2质量%二甘醇和9质量%石墨烯。对该混合物进行超声处理。将所得微孔层浆料涂布在碳纤维纸上(所得厚度:50μm),然后静置14小时进行渗透,然后在600°C下超临界干燥和碳化 7小时。
所得的负极气体扩散层(GDL)的接触角为169°,孔隙率为78%,平面电阻率为7.2 mΩ ∙ cm,平面热效率为42 W / (m ∙ K)。
这项工作说明了硅溶胶如何形成GDL的框架,可以调整疏水性,气体扩散率,电导率和导热性,以潜在地为特定应用实现平衡和量身定制的特性。
申请人: 凸版印刷/ CN 116508179 A
将铂负载碳催化剂(TEC10E50E,田中贵金属)与水,1-丙醇,20%Nafion分散体和纤维物质(直径250-300nm,长度约50μm,可能是具有过渡金属氧化物/碳氮化物涂层的碳纳米纤维)相结合。该混合物在行星球磨机中用5毫米氧化锆球分散60分钟。
催化剂油墨与聚电解质结合的质量为相对于碳的100%,纤维物质的质量为10质量%,水的质量为50质量%(固体含量:10质量%)。将油墨涂布在聚合物膜(Nafion 211,杜邦)上,然后在80°C下干燥,然后在膜的另一面产生催化剂层。
相应燃料电池的发电性能和耐久性均令人满意(0.6 V时为≥25 A,循环8,000次后氢气交叉泄漏电流<初始值的10 ×),而催化剂层不含纤维的燃料电池则未达到这一性能。
这项工作说明了金属氧化物/碳氮化物表面功能化碳纤维如何显着提高PEMFC的性能和寿命。
申请人: 中国石油化工(SINOPEC) / TW 202317265 A
将科琴黑EC600J导电炭黑在25°C下以20:1的质量比浸泡在丙酮中8h,然后在65°C下干燥12h。然后将丙酮浸泡的炭黑与过氧化氢(25:1质量比)混合,并在25°C下反应12小时。将产物在110°C下干燥24小时,得到第一次氧化处理的炭黑。该材料用30%硝酸溶液在70°C下处理12小时,然后在110°C下干燥12小时,产生第二次氧化处理的导电炭黑。在氮气气氛中在600°C下煅烧4小时的最后煅烧步骤产生了预处理的导电炭黑。
对于负极,将预处理过的炭黑混合在水乙二醇溶液、乙酸钠和氯铂酸中,超声分散,用碳酸钠将pH调节至2至12,然后在75°C下用甲酸还原。
该产品是铂质量%为54.5的铂碳催化剂,其中69%的金属铂颗粒与载体的接触角小于70°,平均粒径为3.6nm(见下图中的TEM图像)。

这项工作说明了导电炭黑的多步预处理工艺如何产生良好的催化剂颗粒直径、分布和接触角。
欢迎订阅电池创新与专利报告
固态锂离子电池(PDF,221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)