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2025年12月16日
可视化摘要

锂离子电池技术
专利亮点

用于无负极固态电池的硅晶种层、用于硅负极的多孔硅笼形结构II选择性形成及孔隙控制,以及用于高镍正极的缓冲孔策略

概述

本期亮点包括通过铜集流体上的非晶硅晶种层实现 临界电流密度提升五倍的无负极全固态电池架构,以及三维多孔电极设计和卤化物电解质界面工程。 硅负极精密度 通过AlF3粒度控制实现多孔硅笼形结构II的选择性形成、孔隙体积相关性优化提升循环一致性,以及聚丙烯腈粘结剂优化等方面取得进展。 高镍正极可靠性 则通过聚丙烯模板法在颗粒核心形成缓冲孔、多元掺杂磷酸铁锰锂,以及在掺杂高镍NCM中控制Al分布异质性等方面得到提升。

按类别划分的商业相关创新

电解质
固态与半固态
铜集流体上采用非晶硅层(500 nm)的无负极全固态电池
J临界: 5.0 mA/cm2
具有定向孔道及孔壁电子导电网络的三维多孔正极
电极全利用率
含钇卤化物电解质热处理形成富钇保护层以稳定界面
卤化物-锂界面稳定性
负极
负极材料
通过控制AlF3粒度(D50:56 μm)实现多孔硅笼形结构II的选择性形成
比率: 14.0 (笼形结构 II/I)
通过 (硅/碳)×P1 比率优化控制硅-碳复合材料的孔隙体积
保持率: 83% @150 次循环
用于硅-碳复合材料的未改性聚丙烯腈粘结剂(未环化)
循环寿命: >1300 次循环
+
正极
正极材料
采用聚丙烯模板法在高镍NCM颗粒核心形成缓冲孔
比容量: 210 mAh/g
多元掺杂磷酸铁锰锂(掺杂元素≥3,选自Al/B/Co/Mg/Ni)
保持率: 99.7% @30 次循环
通过喷雾热解法控制高镍NCM中Al分布的异质性
比容量: 216 mAh/g
关键对比基准
临界电流密度 (LG新能源 / 加州大学)
1.0
5.0
+400%
mA/cm2 — 硅层 vs. 裸铜(LiPON电池)
硅笼形结构II选择性 (丰田工业)
0.7
14.0
+1789%
多孔硅笼形结构 II/I 比率 — 分级AlF3(D50:56 μm) vs. 未控制
硅-碳复合材料保持率一致性 (NEXEON)
69-81%
83%
稳定
@150 次循环 — 孔隙控制 vs. 高硅基准
聚丙烯腈粘结剂循环寿命 (Sionic Energy)
1100
1300
+18%
循环至80%容量保持率 — 未改性 vs. 环化聚丙烯腈
高镍NCM容量保持率 (L&F)
92.1%
96.3%
+4.6%
@50 次循环,45°C — 缓冲孔 vs. 标准
高镍NCM直流电阻 (贝特瑞)
25
15
−40%
Ω — 喷雾热解法控制Al异质性 vs. 机械混合