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锂离子电池 – 电解质 – 固体和凝胶
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涂层、电池及其制造方法
申请人：
康宁 /
WO 2024211210 A2
通过烧结绿色薄片（压制 LLZTO 粉末，1,230°C，1 小时）得到的 Li6.5La3Zr1.4Ta0.5O12 (LLZTO) 薄膜通过与水溶液中的 LiBF4 反应镀上了氟化锂。
下图所示的扫描电子显微镜（SEM）截面示意图显示了形成固体电解质层 1001 的轮廓分明的颗粒 1003，其表面沉积了一层氟化锂涂层 1005。
涂层在石榴石颗粒界面上的厚度 1009 ≈200 纳米。能量色散 X 射线分析（EDX）证实，涂层含有 37 原子%的氟。
在使用基于 NMC523 的正极和锂金属负极（标称容量为 1 mAh/cm2）进行的半电池测试中，电池从 1 C 开始循环，每 10 个循环增加 2 C 充电，同时保持 1 C 放电。涂有涂层的电解质电池在 5
摄氏度以下的充电曲线正常，在 7 摄氏度充电后的放电过程中出现一些不规则现象，随后在充电过程中出现短路。没有涂层的对比电池在 3 C 充电时的放电过程中出现不规则现象，随后在 3 C 充电时出现短路。
这项研究表明，厚度≈200 nm 的氟化锂界面层可大大降低烧结氧化石榴石电解质薄膜电池形成短路的可能性（由锂枝晶引起）。
我们将拭目以待，看能否通过进一步优化，在相当短的时间内和相当低的温度下烧结出相当薄的氧化物电解质层，从而优化成本和能量密度。
在没有后处理/涂层的情况下，这种薄膜可能会表现出易渗透锂枝晶的多孔性，但正确的后处理工艺可以在形成涂层的同时填充这种多孔性，即使在高充电速率下也能抑制锂枝晶的形成。
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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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离子电池 - 负极（不包括锂金属电极）
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碳-硅/碳复合材料及其生产方法
申请人：
韩华集团/釜庆国立大学产学合作财团 /
WO 2024214910 A1
以石油残油（YNCC，HTC PFO）为原料，通过多步加工（高达 450°C）合成了具有可控中孔特性的多孔碳载体。这种碳支持物的 BET 表面积为 705 m2/g。
粉末在单硅烷气体中进行化学气相沉积（CVD）（475°C，120 小时）。所得硅碳复合材料的平均粒径为 8.9 μm，BET 比表面积为 10.4 m2/g。
通过在乙烯气氛下处理硅碳复合材料，使其在 900°C 或 700°C 温度下形成碳层，并持续 30 分钟，研究了热处理温度的影响。在 900°C 温度下处理的材料显示出 1,055 mAh/g
的初始放电容量、88.1% 的第一循环效率和 96.3% 的 50 次循环容量保持率（0.1 C 充电/放电），而在 700°C 温度下处理的材料则分别显示出 2,276 mAh/g、92.0% 和 76.5%。
随温度变化的 X 射线衍射分析（如图）显示了碳化硅（SiC）的相变和形成。温度在 600-1000°C 之间时，可观察到与 Si、SiO2 和 SiC 相对应的明显峰值。强度图显示，碳化硅的形成在 850°C 以上变得非常突出。
Temperature: 温度
Intensity (a.u.): 强度（任意单位）
这项工作说明了优化硅碳复合活性材料热处理条件的重要性，以获得适合目标应用和电解液的放电容量、第一周期不可逆损耗和循环稳定性等全面的性能特征。
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锂离子电池 - 正极
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将醋酸锰分散在去离子水中，然后加入抗坏血酸。分散后，加入硫酸亚铁。磷酸二氢铵溶于去离子水并加入混合物中。将氢氧化锂溶解在去离子水中并缓慢加入。
对混合物进行超声处理（0.5 小时），然后搅拌（2.5 小时）。
混合物经过水热反应（180°C，12 小时）和离心。
对前驱体进行煅烧（550°C，4 小时，氮气环境），得到一种由带有碳涂层的 LiMn0.8Fe0.2PO4 颗粒组成的正极活性材料。如图所示，该材料呈海胆状形态，具有有序的棒状结构。
该材料的 BET 比表面积为 27.6 m2/g，碳含量为 3.2 质量%。
在半电池中，该材料的放电容量为 163.7 mAh/g，首次循环效率为 95.6%，50 次循环后的容量保持率为 96.6%（充电/放电温度为 0.1 C，相对于 Li+/Li 电压为 2.5-4.5 V）。
这项研究表明，采用水热反应制备的富锰、碳包覆 LMFP 材料（锰/铁比率 = 8 : 2）具有团聚的棒状纳米结构，其性能前景广阔。
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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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开发了一种钆和锌共掺杂的铈材料，作为固体氧化物燃料电池（SOFC）中 LSCF（硒和钴掺杂的 LaFeO3）空气电极与氧化锆基电解质之间的反应防止层。
如果没有这种保护层，LSCF 会与氧化锆发生反应，在界面上形成绝缘的 SrZrO3。
在研究的较宽范围内，Gd0.14Zn0.01Ce0.85O1.925 是最佳成分（见图）。
这种材料是用 5 毫米氧化锆球（150 转/分，24 小时）将醋酸钆、氢氧化铈和硝酸锌在乙醇中混合合成的。将得到的浆料干燥（75°C）并单轴压制成 40×40×3
毫米的板，然后分两步烧结（1,200°C，30 分钟，然后 1,100°C，2 小时，空气环境）。
烧结板在 800°C 时的离子电导率为 4.71 × 10-2 S/cm，在 750°C 时的离子电导率为 3.32 × 10-2 S/cm，抗折强度值约为 50 兆帕，比未掺杂样品高出约 25 倍。
Conductivity: 电导率
Temperature: 温度
这项工作说明了铈的 Zn / Gd 掺杂如何改善 SOFC 空气电极和电解质之间界面层的离子导电性和机械特性。
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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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2024-10-22
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2024-10-01
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2024-09-10
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2024-08-20
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2024-07-30
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