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锂离子电池 – 电解质 – 固体和凝胶
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通过干法工艺实现的硫化物双极固态电池
申请人：
GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS /
US 2024154126 A1
本专利申请说明了如何利用基于 PTFE（聚四氟乙烯）的纤维化技术同时生产和层叠电极层和（硫化物或卤化物）电解质层，从而获得双极电池（见图）。
虽然本专利申请中没有详细的实例，但下图显示了一个基于 NMC / 石墨的双极性电池（2 个叠层电极对）的电化学循环数据和一个基于 NMC 的正极的 SEM 图像。
100: 双极电池
112: 正电极
114: 固体电解质
116: 负电极
118: 双极集流体（成分未披露）
210: 第一电源
212、214、216：滚轴
222：正电极
224、226：辊
230：辊
234: 第二源
238、240、244：滚筒
246: 负电极
250：辊
251: 集流体
252: 喷雾器
253：层压板
260：辊
262：分离层
272、274、282、284：附加辊
NCM-Gr Bipolar Cell: NCM 石墨双极电池
NCM-Gr Unit Cell: NCM 石墨单胞
这项工作说明了干法纤维化是如何高效形成双极电池结构的。
电动汽车和固定式储能领域都迫切需要在大规模生产时降低成本，因此，关注电动汽车和固定式储能领域的进一步升级工作将非常有意义。
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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。
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锂离子电池 - 正极
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正极活性材料及其制造方法
申请人：
优美科 /
WO 2024089101 A1
将过渡金属成分为 Ni0.96Mn0.01Co0.03 的氢氧化物前驱体与 LiOH（锂与过渡金属的比例为 0.99）、Al2O3（700 ppm）和 Y0.3Zr0.7O1.85
（0.05 摩尔% Y，0.117 摩尔% Zr）混合，然后进行热处理（805°C，10 小时，然后 720°C，5 小时，氧气流动），并在钴水溶液中进行珠磨
（浓度为总过渡金属含量的 0.5 摩尔% Co，13 小时）： 钴的总含量为 0.5 摩尔%，13 小时）。
将这种材料与 LiOH（锂与过渡金属的比例为 0.99，在湿磨过程中可能会损失一些锂）、纳米氧化钴（Co3O4）粉末（钴含量为 1.5 摩尔%）、
Nb2O5（500 ppm）和 Al2O3 粉末（500 ppm）混合，然后进行热处理（710°C，12.5 小时，氧气环境）。
根据 ICP（电感耦合等离子体）测量（未列出：锰含量），得到的 NMC 活性材料的 Ni / Co / Zr / Y 摩尔比为 93.6 : 4.9 : 0.095 : 0.037；
根据 CS-EDS（横截面能量色散光谱）测量，Co(edge) / Co(center) 比为 1.84。
在全电池（基于石墨的负极）中，这种材料显示出 1,363 个循环（达到 80% 的截止容量，1 C 充电/放电）。
这项工作展示了一种具有良好循环稳定性的富镍 NMC 材料，该材料采用了多掺杂方法（锆、钇、铝、铌），并在颗粒中使用了共梯度。
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离子电池 - 负极（不包括锂金属电极）
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用于锂离子电池电极的碳基涂层硅
申请人：
ENEVATE /
WO 2024086737 A2
通过在 PP（聚丙烯）薄膜上涂覆碳涂层硅微颗粒浆料（硅直径：≈4 μm，碳涂层厚度：<10 nm）、聚酰亚胺和碳添加剂（如碳纳米管），然后干燥，接着进行热处理
（600-1250°C，1-3 小时），制得负电极。在此过程中，PP 薄膜挥发后的残炭量≈2%。据称，硅源是石英（即可能使用了冶金硅）。
碳化电极随后被层压在涂有聚酰胺-酰亚胺粘合剂层的铜箔集流体上。
全电池循环测试（基于 NMC811 的正极）表明，与未涂覆硅微颗粒的电池（402）相比，涂有碳的硅微颗粒电池（404）的循环稳定性更好。
Normalized Discharge Capacity: 归一化放电容量
这项工作说明了 Enevate 如何在其电极中使用碳涂层硅微颗粒，可能是通过在冶金硅微颗粒上进行 CVD（化学气相沉积，如使用甲烷、乙烯或乙炔）获得的。
非常有趣的是，PP 薄膜可在电极碳化过程中用作牺牲支撑层，从而避免了实验室规模的电极剥离过程。
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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
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将铂支撑碳加入乙腈中，然后加入离子液体（1-烷基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺）以填充铂支撑碳的中孔体积。
经过超声波分散（30 分钟）和搅拌（过夜）后，用蒸发器除去乙腈，得到离子液体浸渍的铂支撑碳。
将这种材料加入水中，然后进行超声波搅拌并加入氢氧化钠。然后加入 TEOS（四乙氧基硅烷）和乙醇的混合溶液，接着搅拌（2 小时）。
使用离心机分离材料并进行干燥（80°C，6 小时），得到注入离子液体的硅涂层铂支撑碳，经 XRD（X 射线衍射）测定，铂颗粒晶粒大小（1,1,1）为 6.4 纳米（见图）。
在旋转盘电极测量中，该材料显示出 17.5 A/g-Pt 的初始活性和 14.6 A/g-Pt 的老化活性（对可逆氢电极 RHE 进行 0.6 至 1.21 V 的 1,200 个循环伏安测试）。
(a): 示意图
(b), (c): 横截面示意图
1: 浸渍有离子液体的硅涂层催化剂颗粒
2: 导电支架（碳）
3: 金属颗粒（铂）
4: 硅膜
5: 离子液体
20: 催化剂颗粒
这项工作说明了离子液体如何使铂/碳催化剂/二氧化硅复合颗粒具有良好的铂分布和孔径分布。
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其他类别的三周专利列表
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- 含锂金属电池（不包括锂硫、锂空气）： XLSX
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- 锂离子电池 - 电解液 - 液体： XLSX
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- 锂离子电池 - 隔膜： XLSX
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- 锂硫电池： XLSX
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- 金属空气电池： XLSX
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- 钠离子电池： XLSX
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先前的专利更新
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2024-05-07
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2024-04-16
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2024-03-26
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2024-03-05
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2024-02-13
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