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锂离子电池 – 电解质 – 固体和凝胶
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全固态电池
申请人：
丰田汽车 /
US 2025079506 A1
如图所示，开发了一种具有分层结构的全固态电池。电池包括负极集流体（1）、含有第一硫化物固态电解质和第二硫化物固态电解质的固态电解质层 2A、含有第三硫化物固态电解质的固态电解质层 2B、正极活性材料层（3）和正极集流体（4），按厚度方向（DT）依次排列。电池充电时，在负极集流体和固态电解质层 2A 之间形成一个含有锂和锡的保护层 (5)。
固态电解质层 2A 含有 10% 的第一硫化物固态电解质（具有 LGPS 结晶相的 Li10SnP2S12）和 90% 的第二硫化物固态电解质（含有 LiI 的 Li3PS4）。第 2B 层中的第三种硫化物固态电解质由与第二种硫化物固态电解质相同的含 LiI 的 Li3PS4 组成，在 0.3-1.0 V 对 Li/Li+ 时没有还原峰。
这些电池在第一个循环中的放电容量为 150 mAh/g，20 个循环后的容量保持率为 91.3%，而使用单一硫化物层（含 LiI 的 Li3PS4）的比较电池的放电容量为 132 mAh/g，容量保持率为 85.6%。
这种良好的性能归功于循环过程中形成的锂锡合金层，它可能是负极集流体和固态电解质之间的保护界面。该保护层可防止硫化物固态电解质在循环过程中分解，同时保持较高的离子导电性。
这项工作说明了在低电位下形成金属锡的含锡硫化物如何与在低电位下电化学性能更稳定的第二层硫化物相结合，形成保护界面层，从而实现有利的电流密度分布。
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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 - 负极（不包括锂金属电极）
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用于金属离子电池的导电材料
申请人：
NEXEON /
WO 2025037113 A1
基于磷酸活化生物质原料（如从木材制浆过程中获得的木质素），制备了一种多孔碳框架，其总孔隙体积为 0.8-1.2 cm3/g，PD50 孔径为 2 nm，D50 颗粒直径为 2.5-10 μm，含钙量为 500-5,000 ppm，含磷量为 1,000-16,000 ppm，无需后续洗涤步骤。通过使用单硅烷（380-400°C）进行化学气相渗透，在微孔内沉积硅，形成纳米级硅域（<50 nm），占据内部孔隙体积的 45-55%。硅浸渍框架经过退火（600-650°C，氮气环境下）、含氧气体钝化和热解碳涂层（550°C，乙炔环境下）后，材料中的钙含量与硅含量之比≈5原子%。
第一次充电时，在半电池中，外加电位导致锂插入硅中，同时与钙形成金属间相。这种硅-钙-锂金属间相的原位形成不需要标准形成循环协议之外的额外制造步骤。
在半电池测试中，该材料的可逆容量为 1,120 mAh/g，首次循环效率为 89.6%，在 0.1 C 充电/放电条件下循环 50 次后容量保持率为 95%，而不含钙的对比材料的可逆容量分别为 997 mAh/g、78.5% 和 83%。
这项工作说明，使用含 Ca 和 P 的多孔碳框架可提高硅碳复合材料的电化学性能。
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锂离子电池 - 正极
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用摩尔比为 92:4:4 的 NiSO4、CoSO4 和 MnSO4 制备了一种二次颗粒阴极活性材料。这些前驱体与 LiOH（Li:前驱体比例为 1:1）以及 ZrO2（0.003 摩尔，可能指 0.3 摩尔%）和 Al(OH)3（0.01 摩尔，可能指 1 摩尔%）混合。大概是进行了共沉淀反应。
混合物经过烧结（700°C，35 小时，氧气）。将所得材料粉碎，通过筛分去除大颗粒，得到掺杂 Zr/Al 的活性材料。
洗涤后，在圆柱形反应器（35 赫兹，25 分钟）中与硼酸（500-1,000 ppm）混合，在干燥的材料上涂上硼。混合物被烧结（300°C，15 小时，氧气）。
最终产品的晶粒大小为 73 纳米（通过 XRD 测量），镍2+占锂离子位点的比例为 3.49 原子%。在半电池中，该材料显示出 238.0 mAh/g 的放电容量（4.3-2.5 V 对 Li+/Li，0.1 C 充电放电），并在 45°C 下循环 50 次后保持 92.0% 的容量（4.3-3.0 V 对 Li+/Li，0.5 C 充电/1.0 C 放电）。
这项研究表明，掺杂 Zr/Al 的高镍 NMC 材料具有良好的电化学特性，并具有基于 B 的涂层。
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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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开发了一种碳支撑铂催化剂合成方法，可通过温度控制来控制铂纳米晶体的形态。该工艺涉及乙酰丙酮酸铂（II）（Pt(acac)2）、作为碳源的还原氧化石墨烯、甲酸和作为溶剂的乙二醇的混合物。
研究了两种合成方法：单一温度下的一步加热法和多步加热法。在 80-120°C 温度下的一步法工艺产生了不规则的纳米球，而在 150-210°C 温度下的加热工艺则产生了纳米立方体。多步加热过程（80°C 3 小时，130°C 24 小时，210°C 6 小时）形成了与碳支持物化学键合的四面体形纳米晶体。
图 2A-2D 中的 TEM 图像显示了在不同温度下多步加热过程中形成的铂四面体纳米晶体。图 2A-2C 展示了不同合成样品的四面体形状，凸显了该方法的高度可重复性。图 2D 显示了还原氧化石墨烯上四面体的各种取向，与立方体不同的是，立方体在 TEM 成像中只有一个投影。
电化学测量表明，与商用 Pt/C 催化剂相比，碳支撑的铂纳米立方体表现出更优越的氧还原反应（ORR）性能（图 4B，401-403）： 图 4B，401-403：铂纳米立方体-RGO 催化剂，404：碳载商用铂催化剂），由于铂纳米颗粒与碳载体之间的化学键，铂催化剂的耐久性得到了改善。
这种方法展示了通过多步加热过程对铂催化剂形态的控制，而无需依赖复杂的表面活性剂或配体。
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其他类别的三周专利列表 (付费用户可使用 Excel 文件）
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- 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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2025-02-25
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2025-02-04
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2025-01-14
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2024-12-23
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2024-12-03
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