瑞士b-science.net三周电池专利评论 2023-10-11~10-31
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锂离子电池 – 电解质 – 固体和凝胶
固体电解质材料及其电池申请人：松下 / WO 2023195272 A1
Li2.2Ta1.0O1.6Cl3.8H0.11是在氩气（露点≤-60°C）环境下，通过在玛瑙研钵中研磨 Li2O、LiOH 和 TaCl5，然后进行热处理（350°C，3小时），再在玛瑙研钵中进一步研磨而合成的。
得到的材料在露点为 -30°C 的大气中静置30分钟，形成离子导电率为 4.2 × 10-3 S/cm的 Li2.2Ta1.0O1.6Cl3.8H0.11。
经过另一次热处理（300°C，3小时）后，所得材料的离子导电率为5.2×10-3S/cm。
这项工作说明了含有一定量质子的吸湿性极强的草卤化物材料如何表现出非常良好的离子导电性。
在电池中使用少量质子，并仔细控制其迁移率和反应性，是否能提高固态锂离子电池的整体性能（避免质子引起的寄生反应），这将是一个非常有趣的问题。
申请人：住友化学 / WO 2023181992 A1
Ni0.96Co0.02Mn0.02(OH)2 是通过共沉淀法从硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰的水溶液中生产出来的。
然后将氢氧化物在 650°C 空气中加热 5 小时，形成金属复合氧化物。Li2Si5O11 的水溶液与这种氧化物混合。
然后在真空下加热浆料，再与氢氧化锂混合，在720°C 下焙烧，最后得到具有含硅孔隙的Li1.06Ni0.96Mn0.02Co0.02Si0.03OX (X:尚未披露）。
在半电池测试中，该材料的容量保持率为95.7%（50个循环后，0.5 C 充电/1 C 放电），而不含硅的对比材料的容量保持率为77.9%。
这项工作说明了在高镍NMC 中加入Li2Si5O11 如何提高循环稳定性。
正如专利文件所述，与对比实例相比，含硅量较低的材料（如Li1.06Ni0.96Mn0.02Co0.02Si0.01OX,X: 尚未披露）也能提高循环稳定性，同时表现出更好的高速率特性。
描述了一种生产硅碳复合活性材料的连续工艺，在这种工艺中，多孔碳中的纳米级孔隙被硅填充，该工艺包括3 个主要步骤：
o 用硅烷气体对多孔碳进行化学气相渗透(CVI)，在约370°C/1bar 的温度下沉积碳（见上图）。这一步骤并不简单，因为必须确保孔隙均匀渗透，以实现均匀的硅沉积。在下图所示的反应器中，通过控制反应物的引入和排出速度以及反应物在反应器中的移动速度，可以实现这一目的。反应气体可通过中间气体入口17 引入（保证硅烷气体浓度均匀），并采用螺旋输送器（可额外包含径向混合元件）。
o 碳层涂层（化学气相沉积，CVD，约 500°C /1 bar）。
o 使用干燥空气进行钝化（见下图，约150°C / 1 bar）。通过在进气口36-39 组引入额外的氧气来保持整个炉内氧气含量的稳定。
10：连续管式反应器，11：第一端，12：第二端 13：颗粒入口，13a：气锁阀门，14：颗粒出口 15：气体入口，16：气体出口，17：附加气体入口 18：气体加热器，19：螺旋钻，20：电动机，21：电加热器
30：钝化装置，31：管状反应器，32：第一端 33：第二端， 34：颗粒入口， 34a：气闸阀门 35：颗粒出口，36、37、38、39：入口组 40：气体出口，41：螺旋钻，42：电动马达
这项工作说明，在连续硅烷气体沉积和碳钝化工艺中，保持反应器中反应气体（硅烷或氧气）的浓度均匀至关重要。
由于Nexeon已与松下达成协议，将从2025年起在肯塔基州的一家新工厂供应硅碳活性材料，因此可以认为，在这一合作框架内，成本效益的提升已得到了实质性的验证。
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
申请人：博世集团/ DE 102023203288 A1
使用两种不同的催化剂浆液在质子交换膜（PEM）上涂覆双层催化剂：
第一层（质子交换膜表面）：
o 第一层铂催化剂的平均粒径：≤2 nm。
o 碳类型： VulcanX72（第一层碳载体的比表面积：约900 m2/g）。
o I/C（离子聚合物/碳）比率：约 1。
o 铂催化剂/（铂催化剂+碳）比率：约 55%。
o EW（等效重量，相当于 1 摩尔可交换质子的聚合物重量）：约900 克/摩尔。
第二层（在第一层之上）：
o 第一层铂催化剂的平均粒径：约 4 纳米。
o 碳类型：石墨化碳（第一层碳载体的比表面积：约150 m2/g）。
o I/C（离子体/碳）比率：≤0.8。
o 铂催化剂/（铂催化剂+碳）比率：约 30%。
o EW（等效重量，相当于 1 摩尔可交换质子的聚合物重量）：约760 克/摩尔。
通过在阴极上施加 0.6-0.95V 的动态电压（周期时间为2 秒），进行了 30,000 个周期的加速老化试验。在该测试中，上述双层催化剂结构的ECSA（电化学活性表面积）减少了30%，而使用单层催化剂（催化剂平均粒径为3 nm，碳的比表面积为800 m2/g，I/C比为 0.9）的可比实例则减少了 40%以上。
这项工作说明了优化后的催化剂结构在PEM 附近与催化剂层外缘的不同之处。PEM附近的最佳结构：1）低催化剂粒度；2）高碳比表面积；3）高催化剂负载；4）高可交换质子密度。
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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）
