瑞士b-science.net三周电池专利评论2024-01-04~2024-01-23
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：
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申请人：大众汽车/DE 102022206475 A1
描述了一种连续生产工艺，在该工艺中，固态电解质熔体借助限高元件 213（见图）在 1100℃（P1）的温度下转化为薄膜。薄膜在熔融锡 (211) 上逐渐冷却到 600°C (P2)。最后，凝固的电解质薄膜在传送带上传送。
未披露有关电解质成分和电化学性能的信息。
201: 电解质熔池
203: 金属熔池
205: 回火元件
207: 电解质熔体
209: 旋转辊
211: 熔融金属（密度比固态电解质高，可能是锡）
213: 高度限制元件
215: 固态电解质
217: 风扇
219: 传送带
P1: 第一点（温度：1100°C）
P2: 第二点（温度：600°C）
虽然没有公开电解质类型，但该工艺很可能是为形成氧化物电解质薄膜而设计的。从这个意义上说，这项专利申请可能与大众汽车与QuantumScape的固态电池开发合作有关。
这种方法非常有趣，因为它似乎很有可能形成一种几乎没有缺陷和内部应变的薄膜。
这种工艺的商业可行性取决于薄膜冷却的确切速度（这决定了吞吐率/烘箱长度），以及可实现的薄膜厚度（理想情况下≤10 μm）和均匀性。
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申请人：申请人优美科 / CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE / COLLEGE DE FRANCE / SORBONNE UNIVERSITE / WO 2023247528 A1
将二水醋酸锂和四水醋酸镍溶于乙醇，同时将七钼酸铵溶于水，制备混合金属溶液。然后将两种溶液混合，并在80°C下加热，使其形成凝胶状混合物。然后对混合物进行干燥（120°C，氧气流动，8小时）和研磨。
如下表所示，在半电池中观察到了良好的放电容量和相对容量（101次循环后的容量保持率），例如在EX2中（CEX：比较实例）。
Molar contents of components: 成分摩尔含量
Electrochemical results: 电化学结果
Relative capacity: 相对容量
relative capacity determined after50 cycles: 50个循环后测定的相对容量
这项工作说明了在使用比较简单的合成方案时，叠层镍钼氧化物如何表现出良好的电化学特性。
要优化完整电池的性能，还需要进一步的掺杂、涂层和放大工作。
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申请人：广东凯金新能源科技有限公司 / CN 117293316 A
一种多孔硅碳复合活性材料的制备分为3个步骤：
所得材料（见图中的 SEM 图像）的 D50 直径为 2μm，具有多孔的硅碳核心（硅颗粒直径：20 nm）和碳涂层。
在半电池测试中，该材料的放电容量为 2,033 mAh/g，首次循环效率为 90.2%，50 次循环后的容量保持率为 92.2%（0.2 C 充电/放电）。
这项工作说明了如何在硅纳米粒子存在的情况下，利用光固化技术使丙烯酸酯前驱体发生部分反应，然后洗去未反应的前驱体，从而生成多孔碳支架。
尽管存在孔隙率，但在烧结时会形成一个碳表面层，这可能会导致所产生的微颗粒具有相当低的 BET 比表面积，半电池的第一周期效率大于 90% 就说明了这一点。
这项工作说明了如何通过控制聚合过程中的光照射程度来生成定制的碳孔隙率。低成本生成具有可定制孔隙率的碳支架对于各种硅基活性材料的开发工作非常重要。
· 用高速搅拌机将纳米硅、液态丙烯酸酯树脂前驱体和光引发剂 1173（可能是 2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮）按 100 : 10 : 0.1 的质量比混合。将混合物雾化成液滴，并使用高压汞灯进行光固化（波长 300-600nm，强度 30 mW/cm2，曝光 0.3秒，入射光 0.9mJ/cm2）。得到的第一种前驱体具有微孔（<2nm）和中孔（2-5nm）的孔隙结构，其中微孔占结构的 85%。
· 用乙醇清洗去除未固化的树脂前驱体。
· 在氮气环境下烧结（以 1°C/min 升温至 1,000°C，保温 3小时）。
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申请人： 罗伯特·博世有限公司 / US 2023411638 A1
在 PEMFC 电池的阴极层和薄膜之间引入了一个铂含量相当低的功能层，该功能层与碳和离子聚合物相结合（见图，左：方案，中：SEM 图像，右：铂的 EDX 图谱）。
虽然没有提供具体的电化学数据，但有观点认为，这种电池设计可以在减少整体铂含量的基础上实现良好的性能和使用寿命。
SEM: 扫描电子显微镜
EDX: 能量色散 X 射线光谱仪
Cathode Layer: 阴极层
Functional Layer: 功能层
Membrane: 膜
Anode: 阳极
与减少催化剂颗粒中的铂含量相比，这项工作展示了一种减少 PEMFC 中铂含量的补充方法。
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其他类别的三周专利列表
- 含锂金属电池（不包括锂硫、锂空气）： XLSX
- 锂离子电池 - 电解液 - 液体：XLSX
- 锂离子电池 - 隔膜：XLSX
- 锂硫电池： XLSX
- 金属空气电池：XLSX
- 钠离子电池：XLSX
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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）
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