b-science.net·三周电池专利评论· 2024-03-27~2024-04-16
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：
浙江锋锂新能源科技有限公司 /
CN 117776188 A
前驱体粉末Na3Zr2Si2PO12、Li2SO4（4.5 eq.，Li/Na摩尔比=3）和水在水热釜中混合（150°C，16小时）。洗涤和干燥（80°C）后，将得到的粉末与额外的 Li2SO4（4.5eq.）和水（与粉末混合物的质量相同）混合，然后进行球磨（锆球，3小时，300转/分）。
混合物在水热釜中再次与水混合（150°C，16小时），得到 Li3Zr2Si2PO12粉末，其Na/Li离子交换率为100%，离子导电率为3.6×10-3S/cm。
这项工作展示了在 NASICON 中用 Li+交换Na+的过程，效率达到100%。鉴于赣锋锂业正在申请更多与 Li3Zr2Si2PO12相关的专利，以具有竞争力的成本扩大规模似乎是可行的。
赵宁、郭向欣等人的学术文章也报道了 Li3Zr2Si2PO12早在20世纪70年代就被认为是一种有吸引力的固态电解质候选材料（Goodenough 等人的研究），但长期以来一直没有找到有效的合成方法。
高级版本包括另外两项专利讨论，以及包含 50-100 个商业相关的最新专利族的 Excel 列表。
申请人：
ECOPRO BM / WO 2024063373 A1
将 NiSO4 - 6 H2O 和 MnSO4 - H2O（摩尔比为 4 : 6）的水溶液与 NaOH 和 NH4OH 在反应器（45°C，氮气环境下）中混合，合成 Ni0.4Mn0.6(OH)2（直径：3.5 μm）。将这种前驱体与 NiSO4 - 6 H2O（5 摩尔%）、NaOH 和 NH4OH 的水溶液混合后进行涂层，然后进行干燥（150°C，14 小时）和热处理（550°C，5 小时，空气中）。将这种材料与 LiOH（锂/过渡金属摩尔比 = 1.22）混合，并进行热处理（900°C，8 小时，氧气中），得到梯度镍锰层状氧化物活性材料。最后，将粉末与 B2O3（1.5 质量%）混合，无需进一步热处理。
在半电池中，这种材料的 0.1 C 放电容量为 218 mAh/g，首次充电效率为 89.3%。在全电池（石墨负极）中，该材料在 500 个循环（1 C 充电/放电）后的容量保持率为 86.7%。
这项研究表明，涂有 B2O3 的无钴层状梯度镍锰氧化物材料具有均衡的电化学特性。
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申请人：
比亚迪 / CN 117810364 A
将石墨颗粒（Dv50：≈15 μm）在真空不锈钢旋转炉中加热至 480°C（转速：8°/分钟，倾角：15°）。施加 10 V 的电场。
持续通入单硅烷和氮气（体积比为 1:1）（6 小时）。
所得的硅碳复合材料表面呈现出硅纳米线（直径：5 nm，长度：2.4 μm，专利中未包含显微图像）。该材料的硅含量为 32.8%，碳含量为 67.2%，BET 比表面积（SSA）为 210 m2/g。
在半电池中，该材料的可逆容量为 1,160 mAh/g，首次循环效率为 91.8%，100 次循环后的容量保持率为 81%（0.1 C 充电/放电）。
这项工作说明了如何在电场中触发单硅烷在石墨上形成硅纳米线。
考虑到 210 m2/g 的 BET SSA，第一次循环效率出乎意料地高。在使用全固态或半固态电解质的电池中，这样高的 BET SSA 也许是可以接受的，而如果要使用液态碳酸盐电解质，则有必要进一步研究如何大幅降低 BET SSA。
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申请人：
东京工业大学 / 信越化学 /
WO 2024053651 A1
BaSc0.8Mo0.2O3-δ（δ：0-0.5）是通过将 BaCO3、Sc2O3 和 MoO3 混合，然后进行热处理（900°C，12 小时）合成的。得到的材料经过反复的干湿（乙醇）研磨（30-60 分钟）、成型（150 兆帕单轴压力）和烧结（1,500°C，12 小时）。
如下图所示，这种材料具有良好的质子传导性，因此非常适合用于 SOFC（固态氧化物燃料电池）。
这项研究表明，含钡和钪的材料具有良好的质子传导性。此外，还研究了一系列基于不同稀缺元素的其他材料。
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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）
