瑞士b-science.net三周电池专利评论2024-01-24~2024-02-19
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：
HYDRO QUEBEC/德克萨斯大学/
WO 2024011318 A1
将一层 Cu6Sn5OX 或 SnOX（X：反映表面氧化的不同 O 含量）沉积在 LLZTO（Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12）颗粒上，方法是在过量的 Cu 和 Sn 粉末上摩擦，吹掉金属粉末，然后在石墨板之间快速熔化（1,100°C）并快速淬火（≈103°C/分钟）。
如上图所示，在有金属界面层存在的情况下，对称电池在 0.2 mA/cm2 下循环时，极化显著降低。
如中图所示，构建了电池并以不同的 C 速率进行循环（下图）。
PAN: 聚丙烯腈
SN: 琥珀腈
LiTFSI: 双（三氟甲烷）亚磺酰亚胺锂
Pristine: 纯净
Neat: 整洁
Potential: 电位
Time: 时间
Specific Capacity: 比容量
Cycle: 周期
Coulombic Efficiency: 库仑效率
这项研究表明，在锂金属负极和氧化物电解质层之间的导电和离子导电金属合金层可大幅降低内阻，提高循环稳定性。
这种方法可以提高锂金属电池氧化物电解质薄膜的缺陷容限，进而降低氧化物电解质薄膜的生产成本（烧结速度更快）。
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申请人：
格林美（无锡）能源材料 / GEM /
CN 117401731 A
将 Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2 与氢氧化锂（摩尔比为 1.07:1）混合，然后烧结（700°C，10 小时）。
将这种材料与水混合，并加入P123 模板/胶束形成剂和偏铝酸锂（LiAlO2）的混合物。使用 50 体积%的硝酸溶液将溶液的 pH 值调至 7，然后进行搅拌（50°C，1 小时）、静置（48 小时）和抽吸过滤。用去离子水和绝对乙醇洗涤后，干燥（100°C，真空，12 小时）并在马弗炉中煅烧（600°C，4 小时），得到多孔氧化铝涂层 NMC811。
在半电池测试中，该材料的放电容量为 236.5 mAh/g，100 次循环（1 C 充电/放电）后的容量保持率为 96.7%，而对比材料（通过将氧化铝粉末与 NMC811 干混而加入氧化铝涂层）的放电容量为 220.6 mAh/g，容量保持率为 94.8%。
涂层可以避免锂表面残留化合物。
这项研究表明，在缺锂的 NMC811 中间体上使用牺牲性介孔前驱体 P123 和 LiAlO2，可形成非常有利的多孔氧化铝涂层，同时使 NMC811 完全锂化，从而大幅提高容量和容量保持率。
由此看来，通过使用 LiAlO2 作为 Al2O3 涂层前驱体向缺锂 NMC 中引入锂以及引入多孔性氧化铝是非常有益的。
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一种用于具有中空结构的电化学装置的硅基负极活性材料、包含该材料的电化学装置及其制造方法
申请人：
Everindus Co., Ltd. / KR 102620101 B1
一种具有中空结构的硅基负极材料被生产出来。
苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸单体的混合物被聚合（85°C，氮气环境）。然后通过添加硅酸钠在聚合物芯周围形成硅酸盐外壳。
将金属镁和氯化钠与这些颗粒混合，然后进行热处理（660°C，氩气环境），形成中空结构。
将产品分散在乙醇/水混合物中，用盐酸处理以除去氧化镁和 Mg2Si，得到中空的硅基负极材料，如下图所示的扫描电镜图像。
在半电池中，经过 50 次循环后，电容量保持率为 86%，电极膨胀率为 14%（颗粒平均直径为 285 纳米）。
这项工作说明了空心硅纳米球的均匀形成。
在使用各种电解质（未披露）的情况下，观察完整电池的性能和不可逆容量损失将是非常有趣的。
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申请人：
丰田中央研究开发机构 /
JP 2024007927 A
制备了一种介孔 Sb-SnO2 催化剂支撑材料。
首先，在 50°C 下混合十六烷基三甲基氯化铵、甲醇、乙二醇、NaOH 和四乙氧基硅烷 (TEOS)，制备连通星形二氧化硅 (CSS)，然后进行干燥（45°C）和热处理以形成径向孔隙（氮气环境下的多级温度程序，最高可达 900°C）。
然后用糠醇对 CSS 进行浸润、聚合和碳化（500°C，氮气环境下），再用 12% 的 HF 溶液进行蚀刻以去除二氧化硅，最后干燥（45°C），得到 BET 比表面积为 2,122 m2/g 的连星碳 (CSC) 材料。
Sb-SnO2/carbon 的合成方法是将 SbCl3 和 SnCl2 溶于盐酸中，然后加入 CSC 并用水稀释、过滤、干燥（85°C）和热处理（320°C，24 小时，空气中），最后得到蓝色珠状介孔 Sb-SnO2（Sb 含量为 2.5%，孔径为 5.8 nm，孔体积为 0.218 cm3/g）。
通过 NaOH/乙二醇和 H2PtCl6/乙二醇溶液胶体法在该基底上沉积铂纳米粒子，从而获得铂负载量为 20 质量%的 Pt/Sb-SnO2 材料。为使催化剂具有憎水性，将其与 Cytop 含氟聚合物（CTL-109AE, AGC 公司）和 CT-Solv 稀释溶剂（100E, AGC 公司）混合，然后进行真空干燥（150°C，1 小时）。
在 PEMFC 阴极层中，在相对湿度为 80% 的条件下，0.84 V 的电流密度约为 270 A/g。
这项工作说明了在介孔 Sb-SnO2 催化剂载体上沉积 20 质量%的铂如何在实现有利的质量和电子转移方面表现出良好的平衡特性，而催化剂的憎水特性对实现这种特性至关重要（以避免水滴堵塞通道）。
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固态锂离子电池（PDF，312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）
