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锂离子电池 – 电解质 – 固体和凝胶
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Li2S、P2S5、LiBr与LiI混合四甲基乙二胺（TMEDA，络合剂）及环己烷（摩尔比Li2S : P2S5 : LiBr : LiI = 6 : 2 : 1 : 1），经珠磨处理（60分钟，二氧化锆珠，直径0.5毫米，周速8米/秒，20°C），再经真空干燥获得非晶态络合物。该络合物经热处理（110°C，6小时，减压），再经二次热处理（180°C，2小时，减压），获得离子电导率为5.0×10-3 S/cm的晶态硫化物固态电解质。
将上述硫化物电解质与4-叔丁基苯基缩水甘油醚（有机改性剂，占硫化物电解质质量的5%）加入高速剪切混合器（FM混合器，流体混合器）。在低速搅拌（2.0 m/s 边缘速度）下将有机改性剂滴加（10 分钟），随后进行高速搅拌（30 分钟，6.1 m/s 边缘速度，累积能量：11.8 Wh/kg）。
所得改性硫化物固态电解质的离子电导率为1.8×10-3 S/cm，粒径分布（激光衍射/散射法测定）中D10、D50和D90值分别为0.18 μm、1.9 μm和13.4 μm。水分含量为 1,060 质量 ppm（卡尔·费歇尔法测量，200°C），有机溶剂含量低于检测限。
采用传统浆料工艺（环己烷中搅拌24小时后真空干燥或喷雾干燥）改性的同类硫化物电解液对比电池，其离子电导率为1.7×10-3 S/cm，D50为2.4μm，含水量1,260-2,800质量ppm，有机溶剂含量0.1-0.3质量%。
循环伏安法测试（CV，25°C，0.1 mV/s扫描速率，InLi负极，电位范围：+2.1至+5.0 V）显示：经干法粉碎改性的硫化物电解液氧化电流为0.40 mA，而浆料法制备的对照样品氧化电流为0.51-0.53 mA。这表明电化学稳定性得到提升，且电池循环过程中电阻增长幅度降低。
本研究表明，在有机改性剂存在下采用干法粉碎工艺优于传统浆料改性法，可实现更低含水量、减少有机溶剂污染并提升电化学稳定性。
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锂离子电池 - 负极（不包括锂金属电极）
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硅碳材料及其制备方法和应用
申请人：
深圳市贝特瑞新能源技术研究院有限公司 /
CN 120637446 A
将聚乙烯亚胺（300克）溶解于乙醇/水溶液中，随后加入间苯二酚。将三聚氰胺溶于水，经超声分散后加入反应溶液。加入甲醛溶液（3 M），再加入氢氧化钾。所得溶液经过滤、干燥、球磨后碳化，获得氮掺杂酚醛树脂基碳微球。
将氮掺杂多孔碳微球粉末置于回转窑中，通入惰性气体。在持续惰性气流下以3℃/min升温至850℃。通入水蒸气3 L/min活化2小时。活化后多孔碳经粉碎筛分以缩窄粒径分布，获得氮掺杂多孔碳材料。
将氮掺杂多孔碳粉末置于流化床反应器中，用保护气体置换直至氧含量低于200 ppm。反应器以3°C/min速率升温至650°C。单硅烷气体以3 L/min速率通入，二硼烷气体以0.5 L/min速率同步通入。反应持续5小时，获得孔隙中填充硼掺杂纳米硅的氮掺杂多孔碳。
在持续保护气体流下，以3℃/min速率升温至820℃。通入4 L/min乙炔气体1小时形成非晶碳涂层，最终得到硅碳复合材料（见下图）。
在半电池测试中，该材料展现出2,140 mAh/g的放电容量、92.2%的首充效率及2.09 Ω·cm的电导率（施加20 kN压力），而未氮掺杂的对照材料仅为1,940 mAh/g、90.3%及5.29 Ω·cm。
本研究阐明了碳材料氮掺杂与硅材料硼掺杂如何使硅碳复合负极材料获得优异的初始循环效率和导电性。
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锂离子电池 - 正极
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合成了具有双涂层（LiNi0.5Mn1.5O4与碳）的LiMn0.6Fe0.36Ti0.02Mg0.02PO4材料。通过在去离子水中混合FePO4、MnC2O4、Li2CO3、NH4H2PO4、TiO2和MgO（摩尔比按目标化学计量比配制），经搅拌（300 rpm，2小时）制备出钛镁共掺杂磷酸铁锰锂（LMFP）。浆料使用0.6-0.8毫米氧化锆珠进行砂磨（3小时），喷雾干燥（入口温度：200°C，出口温度：110°C），并进行热处理（5°C/min升温至650°C，8小时）。
将空气研磨的LMFP与Li2CO3、MnO和NiO前驱体（按LiNi0.5Mn1.5O4化学计量配比，涂层质量占比为1.4%（以芯层+涂层计））在高速混合机中混合。混合物分别以1,000转/分、1,500转/分和2,000转/分（每次10分钟）进行混合，随后进行热处理（以2℃/分钟升温至900℃，保持10小时），通过LMFP表面的异质成核形成LiNi0.5Mn1.5O4涂层。
涂覆材料置于旋转炉中，用氮气置换2小时。在保持氮气流的同时，炉温以5℃/min速率升至1,000℃。在1,000℃时，气体切换为20体积%甲烷与80体积%氩气的混合气。材料在此气氛中暴露5小时，通过化学气相沉积（CVD）形成碳涂层。所得材料（见下图）具有450纳米的粒径中值（Dv50）和1.2质量%的碳含量。
该材料的粉末压实密度为2.55 g/cm3（施加30 kN压力时），粉末电阻率为30 Ω·cm。在半电池测试中，该材料在0.1C放电条件下容量为160 mAh/g，0.33C放电条件下为154 mAh/g，1C放电条件下为151 mAh/g，经1,000次充放电循环（25°C，1C充放电）后容量保持率达98.9%。正极层的压实密度为2.4 g/cm3。
相比之下，未涂覆的钛镁共掺杂LMFP材料在0.1C放电条件下容量为150 mAh/g，粉末压实密度为2.25 g/cm3，1,000次循环后容量保持率为89.2%。
这项工作表明，涂覆LiNi0.5Mn1.5O4的Ti和Mg共掺杂LMFP材料具有非常有前景且全面的性能。
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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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用于燃料电池催化剂支撑的多孔碳体
申请人：
THE CARBON STUDIO /
WO 2025206744 A1
合成了氮掺杂多孔碳支撑材料，用于聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）。
碳支撑材料1（BET比表面积：594.5 m2/g，孔体积：1.3 cm3/g，平均孔径：7.8 nm，氧含量：2.7 at%）经热处理（900°C，3小时，H2/Ar气氛，含20体积百分比H2，300 sccm流速）以还原碳表面含氧官能团。
将表面还原的碳载体与聚（4-吡啶乙烯）（P4VP，Mn = 40,000 g/mol）在二甲基甲酰胺（DMF）中按质量比10：1（碳：P4VP）混合。混合物经超声处理（40 kHz，100 W，10 min）制备成碳含量为90%（质量分数）的均匀分散液。离心分离（5,000 rpm，90 min）回收P4VP包覆碳复合物，经干燥（90°C，10 h）和热处理（700°C，5 h，氩气气氛）制得氮掺杂多孔碳载体。
所得材料氮含量为1.2原子%，其中吡啶氮占总氮含量的44.0%，吡咯氮占31.9%。吡啶氮与吡咯氮的比值为1.38。该材料在乙醇中表现出12.9 mV的正zeta电位，而未处理碳载体的zeta电位为-59.2 mV。氧含量降至0.7原子百分比，其中C=O键氧占总氧含量的32.1%。Ntot/Otot比值为1.65。
在氮掺杂碳载体上沉积铂纳米颗粒（铂负载量：20质量%）制备燃料电池阴极催化剂。采用Nafion 117膜与商用Pt/C阳极催化剂（田中贵金属TEC10E50E，铂含量46.8质量%）组装膜电极组件（MEA）。
在80℃环境下，采用加湿氢气与空气（相对湿度40%）评估单电池性能。该催化剂在0.8 A/cm2电流密度下初始电池电压达0.639 V，优于采用160K分子量P4VP制备的催化剂（0.621 V）及未经表面还原处理的催化剂（0.615 V）。经加速应力测试（30,000次循环，0.6-0.95 VRHE）后，电压衰减率为3.3%，而对照催化剂分别为12.4%和13.8%。电化学活性表面积（ECSA）衰减率为47.4%，远低于对照催化剂的50.1%和58.9%。
本研究展示了一种制备氮掺杂多孔碳载体的技术，该载体具有可控的吡啶氮和吡咯氮官能团，适用于质子交换膜燃料电池（PEMFC）阴极催化剂，可实现优异的初始电池电压和耐久性。
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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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- 钠离子电池： XLSX
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先前的专利更新
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2025-10-14
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2025-09-23
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2025-09-02
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2025-08-12
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2025-07-22
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