2026年10月6日

锂离子电池技术
专利亮点 – 免费版本

在硫化物全固态正极中，磺化纤维素纤维将Li₆PS₅Cl排列成“串珠”状导电路径；在多孔碳负极中，乙炔形成的Si–C键集中于单硅烷衍生的非晶硅表面层；以及Mn²⁺/Mn³⁺平衡、锂过量、无序的岩盐型氧氟化物作为不含镍和钴的正极材料

具有重大影响的前瞻性进展

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电解质

固态与半固态

宁德时代（CATL）

经喷雾干燥处理的磺化乙基纤维素纤维与Li₆PS₅Cl结合，在NCM811正极内部将硫化物颗粒排列成“串珠”结构（纤维素占正极层质量的0.5%，Li₆PS₅Cl占14.5%）

正极电导率 σ：4.3 × 10⁻⁴ S/cm

三星SDI

在多孔无纺膜（10 μm）上涂覆自支撑型NCM/Li₆PS₅Cl涂层，将其层压在直接涂覆的第一层上，并经辊压制成单层厚正极，用于双极全固态电池

负载量：45 mg/cm²，单层厚度137 μm

丰田汽车

基于湿法成网PET无纺布基材（4 g/m²）的银锗矿硫化物固态电解质片，其开裂与否由填充片材的弹性极限拉伸载荷决定，而非无纺布的面积重量

弹性极限载荷：0.44 / 0.36 N/5 mm（机器方向 / 横向），无开裂

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负极

负极材料

信越化学

多孔碳（BET 2,050 m²/g）中的单硅烷衍生的非晶硅，在8 kPa压力下通过乙炔分解使Si–C键浓缩，部分以二甲基硅氧烷形式存在于≤50 nm的表面层中

容量保持率：85% @500次循环，4 C充电

小米汽车技术

硅/石墨浆料浸渍于互不相溶的环己烷/叔丁醇体系中，在旋转冷却辊上经冷冻铸造形成分支、发散的孔道（曲折度1.5），并通过碳化聚丙烯腈进行固化

容量保持率：88% @1,000次循环，1 C循环

松下

以10 nm MgO为模板制备的沥青衍生多孔碳（孔体积2.8 cm³/g），通过单硅烷CVD法负载硅至50质量百分比Si，同时保持内部孔道开放

硅沉积后的残余孔体积：1.66 cm³/g

正极

正极材料

LG新能源

锂过量、阳离子无序的岩盐（DRX）氧氟化物，仅含Mn²⁺、Mn³⁺和Ti⁴⁺作为过渡金属离子（过渡金属摩尔比为28.5 : 45.0 : 26.5），不含Ni、Co和Nb

初始容量：260 mAh/g

宁波容百新能源技术

富锂镍锰氧化物在870°C与Nb共烧结和450°C与ZrF₄共烧结之间，于0.7小时内快速冷却至200°C，使Nb富集于核心，Zr富集于表面

容量保持率：96.6% @100次循环，1 C循环

江苏正力新能电池技术

在225 μm厚的LiFe_0.6Mn_0.4PO₄（LMFP）层上涂覆Na₃V₂(PO₄)₂F₃（NVPF，15 μm）覆盖层，NVPF平台与LMFP的Fe和Mn平台交错分布

放电平台：LMFP 3.45 V < NVPF 3.8 V < LMFP 4.0 V < NVPF 4.3 V

专利中的基准测试实验 ⓘ

双极电池中采用薄膜支撑厚正极时的80%容量保留循环寿命（三星SDI）

130次循环

20次循环

将10 μm多孔无纺膜嵌入层压的137 μm NCM/Li₆PS₅Cl正极中（45 mg/cm²）对比未嵌入多孔膜、单次涂覆的正极（29.5 mg/cm²） • 80%容量保持率的循环次数，由两个全固态单元电池组成的双极堆叠结构，1.0 C充电/0.5 C放电，45°C

硅碳负极中表面局域化Si–C键合的快充循环保持性能（信越化学）

85%

57%

在8 kPa压力下分解乙炔，使Si–C键集中于≤50 nm的表面层对比在30 kPa压力下预浸渍乙炔，使Si–C键的形成延伸至电池内部 • 以4 C倍率充电，采用石墨为主的混合负极的全电池，经500次循环后的容量保持率

采用辊式冷冻铸造技术制备的分支孔道结构所导致的电极体积膨胀（小米汽车技术）

12%

30%

辊式冷冻铸造中采用互不相溶的环己烷/叔丁醇溶剂对（曲折度1.5）对比互溶的丙酮/叔丁醇溶剂对（曲折度4.0） • 通过原位CT测得的电极体积膨胀，采用锂金属对半电池（数值越低越好）

具有相反Nb/Zr梯度的带电富锂锰基电极的放热行为（宁波容百新能源技术）

548.1 J/g

919.0 J/g

在铌和锆烧结之间，0.7小时内快速冷却至200°C，使铌保留在核心，锆位于表面对比首次烧结后自然冷却（铌分布均匀） • 充电至4.55 V的正极的DSC放热量（数值越低越好）