b-science.net·三周电池专利评论· 2024-04-17~2024-05-07
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：
（付费用户会获得完整的三项专利评论及专利列表的EXCEL文档）
请查看我们新的常见问题页面，了解我们如何为高级订阅用户提供价值、我们的人工智能方法以及高级订阅的范围。
申请人：
ION STORAGE SYSTEMS / WO 2024035997 A2
制备了多掺杂 LLZO 固体电解质 Li6.75La2.75Ca0.25Zr1.50Ta0.50O12，其离子电导率高达 4.2 × 10-3 S/cm。
如下图所示，上述电解质（503）主要呈现立方晶体结构（计算值：507），而对比的未掺杂 LLZO 材料（501）主要呈现四方晶体结构（计算值：505）。
这种材料的制备方法是将一水氢氧化锂、氧化镧、氧化锆（IV）、碳酸钙和氧化钽（V）混合，然后进行烧结（900°C，≈12 小时，氧化镁或铂坩埚）。这种材料在异丙醇中研磨，然后干燥（55°C）。将所得材料与异丙醇、甲苯和 Z3 橙鱼油（分散剂）混合，研磨，并与聚乙烯醇缩丁醛（粘合剂）和邻苯二甲酸丁苄酯（增塑剂）混合。将浆料涂布（刮涂）在 Mylar 薄膜上，干燥（55°C），热压（93°C，可选择包括多孔/致密 LLZO 层的层压），烧结（900-1,200°C，1 分钟至 6 小时）。
这项工作说明了 LLZO 的多元素掺杂如何选择性地形成立方晶相（与四方晶相相比，立方晶相具有更优越的离子导电性）。
这项工作适用于ION STORAGE SYSTEMS公司先前专利申请中涉及的多孔致密电解质层，也适用于其他电解质结构（烧结 LLZO 单层和基于氧化物颗粒/聚合物的复合层）。
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 / CN 117936764 A
将 NiSO4 - 6 H2O 和 MnSO4 - H2O（摩尔比为 40 : 60）混合，合成氢氧化物前体。加入 NaOH 和 NH4OH，搅拌混合物（45°C，氮气环境下），然后洗涤和干燥，得到 Ni0.4Mn0.6（OH）2。
将这种材料进行热处理（550°C，5 小时），然后与 LiOH、LiF 和 MgF2（1.25 / 0.033 / 0.017 当量的 Mn + Ni）混合，再进行热处理（900°C，8 小时）。
所得活性材料的扫描电镜图像如下所示。该材料的 BET 比表面积为 1.48 m2/g。在半电池中，该材料的 0.1 C 放电容量为 224.2 mAh/g，第一周期效率为 86.4%，50 个周期后的容量保持率为 93.5%（1 C 充电/放电），而未经 LiF / MgF2 处理的对比材料的容量保持率分别为 205.1 mAh/g、85.0% 和 91.8%。
这项工作说明了用 LiF / MgF2 进行表面处理如何改善 LRLO（富锂层状氧化物）活性材料的电化学特性，以及调整多孔晶粒形态的能力。
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：
鸿海精密工业（富士康） / SOLIDGE SOLUTION / TW 202400513 A
将半导体级硅(≥10 μm)、二甘醇和 N-烯丙基-(2-乙基黄原酸)丙酰胺(5质量%)进行研磨(2,400-3,000 转/分钟)，制得粒度为 15-50 nm 的纳米硅。
在混合物中加入片状天然石墨（10%），通过硅颗粒在石墨基底上的有序堆叠，形成硅碳复合材料。
随后，将这种硅碳复合材料与 Li22Si5 / Li2O（总质量分数为 1%）混合，再经过共造粒和热处理（550°C，8 小时，氮气/氢气混合气体），就得到了预石英化的硅碳复合材料（见下面的 SEM 图像）。
在半电池中，该材料的可逆容量为 1,700 mAh/g，首次循环效率为 89.6%，100 次循环后的容量保持率为 93.8% （0.1 C 充电/放电），而未用 Li22Si5 处理的对比材料的容量保持率分别为 1,595 mAh/g、84.5% 和 63.5%。
据称，用二甘醇和 N-烯丙基-(2-乙基黄原酸酯)丙酰胺研磨后，可制成粒度为 15-50 纳米的纳米硅，与其他 "自上而下 "的研磨方法相比，这种粒度非常小。我们有兴趣了解更多有关粒度分布的信息，以及是否成功避免了硅超大颗粒的出现。
此外，这项工作还说明了与 1 质量%的 Li22Si5 / Li2O 共同制粒如何对电化学性能产生非常有益的影响。
具体的 Li22Si5 / Li2O 比例并未披露。
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：
科德宝 / DE 102022127228 A1
气体扩散层（GDL）的制备基于涂有微孔层（MPL）的导电无纺布（压缩前厚度：145 μm，60 g/m2）。在 4 条带上涂覆 4 种不同的水性 MPL 浆料后，MPL 在 XY 平面上呈现出梯度，这些浆料主要在塑料孔前含量（0-0.4 质量%）和碳类型（未确定具体类型）方面存在差异。涂覆后，对 GDL 进行干燥（160°C）和热处理（400°C）。MPL 含量在 15 至 22 克/平方米之间。
这种 GDL 表现出 Gurley 气体渗透性梯度（带状 1：24.1 秒，带状 2：6.8 秒，带状 3：1.0 秒，带状 4：0.6 秒）。这些梯度特征与良好的可压缩性和导电性相结合，使催化剂层的气体传输更为有利。
这项工作说明了在 MPL 浆料中结合使用不同的碳和孔隙前体浓度如何在 GDL 的 XY 平面上调整孔隙率，同时满足可压缩性和导电性要求。
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。
欢迎订阅电池创新与专利报告（阅读原文，可下载PDF预览版，付费用户可获得中英文完整版本）
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）
