动力锂电池-产业专题

电化学储能产业专利导航 | 硫化物全固体电池、负极集电器、含氟氧的锂复合氧化物、含有机填料的层叠隔膜

时间:2023-12-26 作者: 来源:深圳电池协会

专利情报第8期

01 硫化物全固体电池-丰田

02 负极集电器-LG新能源

03 含氟氧的锂复合氧化物-松下

04 含有机填料的层叠隔膜-住友

丰田-CN111063886B-硫化物全固体电池

申请日：2019-10-12

公开(公告)日：2023-04-14

技术问题：使硫化物全固体电池含有KOH等碱性材料能够抑制硫化氢的产生，但是存在电池电阻因碱性材料而上升的问题。

技术手段：提供一种硫化物全固体电池，具备包含正极层的正极、包含负极层的负极、以及配置在该正极层与该负极层之间的固体电解质层。硫化物全固体电池具有复合导电材料，所述复合导电材料包含碱性材料和具有孔隙的导电材料，所述碱性材料被包含在所述导电材料的孔隙内，并且所述复合导电材料被包含在选自由所述正极层和所述负极层构成的组中的至少一种层中。

所述碱性材料可以为选自由Na2CO3、Li2CO3、K2CO3、NaHCO3、LiHCO3、KHCO3、NaOH、LiOH、KOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2、Mn(OH)2、Sr(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Zn(OH)2、Ba(OH)2、Cu(OH)2、La(OH)3、以及Al(OH)3构成的组中的至少一种。所述导电材料可以为选自由科琴黑和碳纳米管构成的组中的至少一种。

在本公开的硫化物全固体电池中，所述正极层可以包含所述复合导电材料，并且在将该正极层的总质量设为100质量％时，所述正极层中包含的所述复合导电材料的含量可以为0.5质量％以上且4质量％以下。在本公开的硫化物全固体电池中，在将该复合导电材料的总质量设为100质量％时，所述复合导电材料中包含的所述碱性材料的含量可以为1质量％以上且60质量％以下。

实施例1：[复合导电材料的制作]：准备科琴黑粒子作为具有孔隙的导电材料，并准备了KOH作为碱性材料。导电材料的孔径为20nm～40nm。

使用溅射法将碱性材料填充到导电材料的孔隙内，得到了复合导电材料。在将复合导电材料的总质量设为100质量％时，复合导电材料中包含的碱性材料的质量为40质量％。

[正极层的制作]：与正极层的制作相关的所有实验操作在手套箱内进行，所述手套箱内通过露点-70℃以下的Ar气进行了气氛控制。

将作为正极活性材料的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、作为硫化物类固体电解质的75Li2S-25P2S5、以及复合导电材料，以成为67.2:28.8:4(质量％)的配合比的方式投入研钵中，使用该研钵将它们混合，从而得到了混合物。将作为无极性有机溶剂的庚烷投入研钵中，进而将作为粘合剂的丁二烯橡胶(BR)类粘合剂以相对于上述混合物100质量％为3质量％的量投入研钵中，使用超声波均质器将它们混炼，从而得到了浆料。

使用刮刀将该浆料涂布在铝箔上，然后在100℃下进行干燥，由此在铝箔上形成正极层，从而得到了硫化物固体电池用正极层。

技术效果：本公开能够提供能够抑制硫化氢的产生并且降低电池电阻的硫化物全固体电池。

LG新能源-CN115997308A-锂金属电池用负极集电器、其制造方法、以及包含该负极集电器的锂金属电池

申请日：2021-12-02

公开(公告)日：2023-04-21

技术问题：负极使用锂金属时，存在锂金属表面上存在的锂离子浓度的快速减少以及由此导致的阳离子和阴离子的电荷失衡引发了锂金属枝晶的生长的问题。这些问题可以通过锂金属表面上的陶瓷层或石墨烯涂层来缓解，但它局限于物理压制锂金属枝晶生长的方法。为了有效抑制锂金属枝晶，有必要分析从锂金属枝晶的成核阶段到生长阶段，并且需要开发一种能够对此进行调节的负极集电器。

技术手段：提供了一种锂金属电池用负极集电器，所述负极集电器包含：金属集电器基材、以及在所述金属集电器基材的至少一个表面上形成的涂层，所述涂层含有铁电体、能够与锂合金化的金属材料、导电材料和粘合剂。

提供了一种制造所述负极集电器的方法，所述方法包括以下步骤：(a)将粉末状铁电体、能够与锂合金化的金属材料和导电材料混合以制备混合物；(b)将水性粘合剂与所述混合物混合以制备涂层浆料；(c)将所述涂层浆料涂覆到所述金属集电器基材上；和(d)将涂覆有所述涂层浆料的金属集电器基材在空气气氛中进行初次干燥，并在真空气氛中对其进行二次干燥。

实施例1：在铜集电器基材的表面上形成BaTiO3/Micro Si涂层。将112.5mg的粉末状BaTiO3(三星电机公司)、7.5mg的Micro Si(西格玛奥德里奇公司，D50：0.1～1μm)和7.5mg的super P(IMERYS公司)以研钵和研杵混合。

接下来，将所述混合物与1.125g的PAA水性粘合剂(2重量％)混合并在小瓶中搅拌6小时。为了最大限度地减少二次粒子，利用搅拌棒与小瓶表面之间的摩擦力粉碎二次粒子。此时，当确认到所述涂层浆料的粘度为稠时，以20μL每次添加去离子水来稀释所述涂层浆料的浓度。

用去离子水和丙酮除去要用所述涂层浆料涂布的厚度为20μm的电极用铜箔(Wellcos公司)表面上的有机和无机材料。

将所述涂层浆料涂覆到所述清洁过的铜箔上，然后用刮刀流延到12μm的高度。

将所述涂有浆料的电极在空气气氛中80℃干燥6小时以使溶剂挥发，然后将其在真空气氛中130℃干燥12小时以除去残留的溶剂和杂质。

通过上述工序，在所述铜电极上形成厚度为3至5μm的BaTiO3/Micro Si涂层，以制作负极集电器。

图1：颗粒层中包含的颗粒结构的截面图

技术效果：根据本发明可以提供一种兼具耐电压性以及离子透过性的层叠隔膜。