动力锂电池-产业专题

专利情报 | 石墨负极材料、固态电解质、全固态电池用正极材料、铜箔

时间:2023-11-30 作者: 来源:深圳电池协会

专利情报第4期

01 石墨负极材料-丰田

02 固态电解质-宁德时代

03 全固态电池用正极材料-三井

04 铜箔-SK

丰田-CN111653725B-非水系锂离子二次电池的负极和使用该负极的非水系锂离子二次电池

申请日：2020-02-24

公开(公告)日：2023-03-07

技术问题：现有技术中记载了通过利用亲水性炭黑以6.1％以上且46.4％以下的被覆率被覆石墨粒子的表面，由此提高锂离子的输入输出特性和锂析出耐性。或通过将硬质粒子埋设到石墨粒子表面，由此提高充放电速率特性。或记载了通过使陶瓷纳米粒子附着于石墨粒子的表面，由此提高输入输出密度和循环特性。但是，根据本发明人的研究发现，在使用上述石墨粒子的现有技术中，输入电阻特性不足。

技术手段：本发明提供非水系锂离子二次电池的负极包含：作为负极活性物质的石墨粒子、以及被所述石墨粒子担载的被担载材料。所述石墨粒子具有酚羟基。所述被担载材料的表面具有羟基、即被担载材料具有表面羟基。所述被担载材料中的所述表面羟基的量B(mmol/g)相对于所述石墨粒子中的所述酚羟基的量A(mmol/g)之比为30以上且150以下。所述被担载材料是选自SiO2、Al2O3和炭黑中的至少一种。

实施例1：负极的制作：将作为负极活性物质的酚羟基量为0.5mmol/g、且平均粒径(D50)为10μm的石墨粒子、和作为被担载材料的表面羟基量为15mmol/g、且平均粒径(D50)为0.5μm的SiO2混合。混合比按质量比计为石墨粒子：SiO2＝90：10。通过对该混合物进行机械研磨处理，制作了在石墨粒子上担载有SiO2的负极材料。

将上述制成的负极材料、作为粘结剂的SBR和作为增稠剂的CMC以(负极材料中的石墨粒子)：SBR：CMC＝99：0.5：0.5的质量比与离子交换水混合，调制了负极糊。将该负极糊涂布在厚度10μm的长条状铜箔(负极集电体)的两面并干燥后，压制成预定厚度，由此制作了在负极集电体的两面具有负极活性物质层的负极片。

技术效果：根据本发明的方案，能够更有效地得到输入电阻特性的提高效果。

宁德时代-CN111725558B-一种固态电解质及其全固态锂金属电池

申请日：2019-03-20

公开(公告)日：2023-03-17

技术问题：在固态锂金属电池的充放电过程中，负极生成的锂枝晶可能会沿着电解质膜片的孔隙生长接触正极导致短路，为了解决短路问题就需要将电解质层完全致密化，对于氧化物固态电池提高致密度的目前的技术方案主要是高温烧结成型，对于硫化物电解质的技术方案则是高压压制成型，但是要确保固态电池的能量密度达到甚至超过现有锂离子电池，电解质层的厚度必须控制在比较小的范围内，当采用薄层电解质时，电解质的强度会显著降低，导致加热或加压的过程中更容易出现由于应力不均导致的结构破损或裂纹。从而造成难以制备出满足需求的固态电解质层。

技术手段：本发明提供了一种固态电解质，包含第一电解质层和第二电解质层，其特征在于，所述第二电解质层包含金属，且所述第二电解质层的离子电导率为1-20mS/cm。其中，所述第一电解质层靠近锂金属负极，第二电解质层靠近正极。

实施例：(1)正极极片的制备：将正极活性材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、电解质材料、导电剂Super-P、粘结剂丁苯橡胶按质量比70:24:3:3进行混合，加入溶剂甲苯，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，获得正极浆料；将正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，然后经过冷压、分切得到正极极片。

(2)锂金属负极极片的制备：将锂箔经过辊压附着在负极集流体铜箔的两个表面上，然后经过分切得到负极极片。

(3)固态电解质的制备：i、第一电解质层的制备：将电解质材料Li6PS5Cl、粘结剂丁苯橡胶按质量比97:3进行混合，加入溶剂甲苯，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，获得电解质浆料；将电解质浆料均匀涂覆在玻璃板表面上，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，然后经过冷压、分切得到电解质片。

ii、第二电解质层的制备：将电解质材料Li6PS5Cl、金属粉Al、粘结剂丁苯橡胶按质量比(97-z)：z:3(0≤z≤60)进行混合，加入溶剂甲苯，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，获得电解质浆料；将电解质浆料均匀涂覆在玻璃板表面上，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，然后经过冷压、分切得到电解质片。

技术效果：本发明提供的铜箔，其尽管具有较小的厚度，但能够防止在制造二次电池的过程中发生膨胀或撕裂，并因此提供优异的卷对卷(RTR)可加工性。