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动力电池主材正极材料、负极材料、电解液、隔膜专利浅析

03专利维度看电池主材!

辅助材料由于在动力电池中占比不大,也非核心,也就略过。

至于电芯、电池包架构这些专利解读,知情郎原来写了多篇,也就不复述了。

今天主要关注下正极、负极、电解液和隔膜方面的专利,有哪些企业在研究。

看正极材料专利!

在德高行全球专利数据库中,关于电力电池正极材料的专利有14003件。

专利申请人排名如下:

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LG、三星在这方面造诣颇深,比亚迪国轩高科、宁德电池、蜂巢紧随其后。

这是国内的专利排名申请,三星LG都能独占鳌头,放到韩国本土,估计专利量垄断这行当了。

当前锂电池的正极材料体系主要分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等多 种技术路线,作为对比,成本、能量密度、安全性为核心指标。

三星LG在这些领域都有专利布局。

钴酸锂作为第一代商品化的锂电池正极材料,具有振实密度大、充放电稳定、工作电压高的优势, 在小型电池中应用广泛。但钴酸锂成本高、循环性和安全性较差;

锰酸锂比容量较低、循环性能特别是高温循环性能使其应用受到了较大的限制;磷酸铁锂价格较低、环境友好、安全性和高温性能较好,但能量密度较低、低温性能较差;

三元材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点,存在明显的三元协同效 应,能量密度更高,但成本较高,安全性要求更高。

三元材料因突出的单体能量密度,能极大程度提升续航里程,是目前乘用车动力电池的主要正极材料。

看负极材料专利!

在德高行全球专利数据库中,关于电力电池负极材料的专利有12130件。

专利申请人排名如下:

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依旧是三星LG独占鳌头,不多说了,就是技术牛!

看电解液专利!

在德高行全球专利数据库中,关于电力电池电解液的专利有5577件。

专利申请人排名如下:

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宁德时代、比亚迪排名一二,国内动力电池两位大佬名不虚传。

简单看了十多件的比亚迪关于锂金属电池技术电解液方面的专利。多数构思都是为了克服 现有技术存在的电解液中存在体积膨胀进而限制了锂金属电池的体积能量密度的缺陷问题,然后比亚迪的工程师提供一种电解液以及锂金属电池,该电解液中含有负极成膜添加剂,对锂金属循环过程中的体积膨胀具有明显抑制效果。

再比如,锂离子脱嵌过程中电极材料膨胀带来的电极破坏,并最终导致电池循环性能差、寿命短的问题,比亚迪专利提供了一种能够在电池负极表面形成弹性SEI膜的电解液以及含有该电解液的锂电池。

类似专利很多。

看隔膜专利!

在德高行全球专利数据库中,关于电力电池隔膜的专利有5290件。

专利申请人排名如下:

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同样过了下比亚迪在电池隔膜方面的专利,比如提供一种隔膜及电池的新技术方案,能够解决现有技术中的隔膜存在正极粘结性不够或铜箔褶皱问题。

再比如,现有技术采用涂胶隔膜与电池正、负极组装成电芯存在如下问题:油系PVDF涂胶隔膜与正、负极组装成电芯后,需要加热到一定温度后才能进行压合,由于电芯存在一定厚度,热量传导需要时间较长,增加了工序耗时;而且,外层先于里层达到设定温度,当电芯里层和外层之间达到相同温度时,外层处于设定温度下的时间长于里层,容易导致电芯里层和外层隔膜与正、负极的压合结合程度不同,影响锂离子电池的循环性能。

比亚迪工程师提供一种隔膜及锂离子电池,该隔膜在常温下施压就具有粘性,压合时无需进行加热,解决的前述技术难题。

【转载请注明德高行·知情郎】

       原文标题 : 动力电池主材正极材料、负极材料、电解液、隔膜专利浅析

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