鋰電池專利申請論文

① 得完諾貝爾獎沒閑著 98歲老爺子靠「玻璃心」引汽車進入鈉電時代

汽勢Auto-First丨劉冀然
引領汽車動力電池行業進入嶄新時代的，不是石墨烯，而可能是擁有「玻璃心」的新型鈉基電池。
據外媒報道，2019年諾貝爾化學獎得主之一——98歲的John Goodenough（後文稱為「足夠好」）領導的團隊，已在今年3月公開透露鈉基玻璃電池研製成型的消息，並於近期提交了這項以玻璃為關鍵組件的新型電池專利申請。論文顯示，新型鈉基玻璃電池將具有大續航、高安全、低成本、長壽命、耐溫差、快充電等近乎完美的屬性。
鈉電時代
「足夠好」老先生因引領動力電池行業進入鋰電時代而獲得2019年的諾貝爾獎，鋰電技術的發展與普及也確實創造了不少商業奇跡，比如在1991年助力索尼率先實現鋰電池的商業化量產，成功取代傳統鎳鎘蓄電池，再比如鋰電徹底成就了電動汽車行業的飛速發展。（具體可參考此前汽勢文章《汽勢焦點丨為什麼說汽車促成了三位老爺子榮獲諾貝爾獎》）
然而，當新能源汽車行業仍在三元鋰和磷酸鐵鋰雙重技術路徑間博弈之時，「鋰電之父」卻正在醞釀著一場革命——「推翻」鋰電池，引領動力電池進入全新的鈉電時代。
實際上，論文中所描繪的那些近乎完美的屬性，均由電極材料鈉帶來。
大續航，鈉基電池的儲能可達當前鋰電池的3倍，考慮到當前鋰電汽車的續航水平已經攀升至500-800公里，鈉電汽車的續航過千易如反掌。
高安全，相比鋰電池，新型鈉基電池既不產生揮發也不易燃，一直困擾鋰離子電池的鋰枝晶生長造成短路的問題也得到徹底解決，而在某些層面，不短路就意味著不易自燃。
低成本，考慮到全球鋰礦資源分布不均且資源有限，而鈉則可通過海水氯鹼電解提取，潛在資源量巨大，且氯鹼工業發達，鈉的成本自然遠遠低於鋰。根據風險投資咨詢公司Dosima Research的電池專家David Snydacke的預測：「鈉的價格確實比鋰更便宜，在不使用鋰的情況下，成本可以降低5%到10%。」而這樣的預估仍是在其他硬碳材料昂貴的前提下提出的，玻璃載體的出現將再次大幅降低電芯的造價。
長壽命，研發小組德克薩斯大學奧斯汀分校研究員Maria Helena Braga表示，早期測試中，新型電池的充放電周期高達「數千次」，遠超過現有鋰電池平均2000個充放電循環的水準，按照目前的行業發展情況推測，車載鈉基電池的有效壽命將極有可能超過10年。
耐溫差，根據專利申請材料顯示，新型鈉基電池可以承受的溫度范圍更廣，在零下20℃到60℃之間，而這樣的溫差區間或許也意味著，冬季開電動車去東北不再是「腦殘」的行為。
快充電，新專利以摻雜鈉或鋰等鹼金屬的玻璃作為電解質，雖然工作原理與鋰電池類似，但鈉基電池可接受的充能強度指標遠高於鋰電池，論文中的驗證測試結果表示，適配於新能源汽車的動力電池組可將充能時長從「以小時計算」壓縮至「以分鍾計算」。此前其他研究小組也曾驗證，用時兩分鍾即可為高容量的鈉基電池組充電50%。
續航1000公里不是夢，與電車自燃告別，車價更便宜，10年不用換電池，充電速度堪比加油——解決掉了純電動汽車的所有煩惱，鈉電時代的臨近確實令人充滿期待。
用「玻璃心」解決難題
鈉電既然這么完美，為何如今叱吒風雲的卻是鋰電池呢？
猶如愛迪生在1879年至1906年的27年間試用了6000多種纖維材料後，方才找到了能導電發光且經久耐用的鎢絲作為燈絲材質，鈉基電池則一直在為合適的負極和電解質載體而發愁——由於鈉離子體積遠遠大於鋰離子，傳統電池負極材料均無法在其原子間的縫隙中存儲鈉離子，所以鈉基電池一直「懷才不遇」，僅存留於「科幻」范疇。
正是由於鈉基電池存在眾多優點，科學家們開發鈉基電池的試驗一直沒有中斷過——斯坦福大學研究員Michael Toney一直在嘗試使用硬碳（石墨）負極解決問題，普渡大學的研究人員則製造了鈉粉版本的電池組，伯明翰大學冶金與材料系的安德魯·莫里斯博士則在反復驗證使用磷作為鈉電陽極載體的可能性。
如今，「足夠好」老爺子先人一步，通過「玻璃心」解決了鈉基電池電解質載體的世紀難題，它的全稱為「含有水溶劑化玻璃/非晶態固體電解質的可充電電池」。而相比於石墨的昂貴、鈉粉製造的難度，以及磷元素的低燃點熔點，制備成本極低且不易燃燒的玻璃，顯然是更為可靠的電解質載體選擇。
動力電池行業劇變前夜
更重要的是，鈉基玻璃電池的商業化應用速度也許比想像中更快。
「足夠好」老先生已經明確表示：「我不需要錢，不想做生意，只想單純地解決問題。」所以，鈉基玻璃電池的專利申請成功後，極有可能成為公開的技術，跳過討價還價、市場壟斷等阻礙，只待經過進一步技術驗證便可進入商業化實踐階段。屆時，擁有「玻璃心」的鈉基電池電動車極有可能與鋰電汽車平起平坐，甚至在數年內取代鋰電汽車成為市場主流。如若進展順利，鈉電技術留給鋰電企業轉舵的時間已經不多了。
實際上，為解決電動汽車的續航、安全等問題，近年來鋰電技術研發也正處於飛速發展的狀態。
在三元鋰技術路徑中，NCM811電池仍在找尋能量密度與安全性的平衡點，堅持NCA的特斯拉則嘗試將電芯的膠輥設計升級為「無凸片電極電芯」以提升安全性，並申請造價更低且壽命高達百萬英里的低鈷電極電芯設計專利。而在磷酸鐵鋰技術路徑中，以比亞迪「刀片電池」為代表，通過電芯形狀變化、電池組結構優化等方式提升電池組的綜合能量密度，並強調磷酸鐵鋰電池天然的高安全屬性，試圖為磷酸鐵鋰電池正名，力爭裝機量反超三元鋰。
誠然，鋰電汽車從早前的百餘公里續航發展至如今的700、800公里時代只用了短短數年，困擾消費者的續航焦慮正在成為歷史，新能源汽車行業發展之快確實令人咋舌，但借用長安汽車董事長張寶林那句「時代淘汰你，與你無關」，也許我們正處在動力電池行業劇變的前夜，只是大戰之前靜悄悄罷了。
鈉電時代臨近，鋰電池產業鏈也許馬上要經歷一些前所未有的競爭壓力與波折危機——對動力電池行業而言，那也許是一場「腥風血雨」，但對全球新能源汽車行業與消費者而言，這樣的時代更迭只恨出現得太少、到來得太慢。
（圖片來自網路）
本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。

② 特斯拉無陽極電池技術新專利，將提升能量密度 降低成本

今年早些時候，特斯拉的研究人員發表了一項研究成果，他們描述了一種新型電池，它利用了鋰離子電池的壽命和鋰金屬電池的高能量密度，將混合鋰金屬電池作為全電動汽車的續航工具。

「提高電池的能量密度將降低電動汽車的成本，並能延長行駛里程。用金屬鋰代替傳統鋰離子電池中的石墨陽極可以顯著提高能量密度。然而，鋰金屬陽極存在容量損耗快、電池壽命短的問題。為了開發長壽命的高能量密度電池，我們提出了一種鋰離子/金屬鋰混合電池，通過在石墨上有目的地鍍上金屬鋰來實現。雖然在傳統鋰離子電池中，多餘的鋰電鍍通常是一種降解機制，但我們在優化的雙鹽電解液中實現了可逆的石墨鋰電鍍。此外，由於電池通常不會被循環到100%的容量，這些混合電池可以在鋰離子模式下運行，幾乎沒有降解，在它們的大部分壽命中，通過周期性的充滿電的鋰金屬循環來增加容量。」

但是，需要注意的是，特斯拉像大多數其他公司一樣，有時會為不會投產的技術申請專利。

關於特斯拉電池計劃的更多信息將於9月15日的「電池日」期間公布。

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③ 特斯拉為一款新型的無陽極鋰金屬電池申請專利 壽命方面還需改進

7月9日消息，特斯拉已經為一款新型的無陽極鋰金屬電池申請專利。專利報告指出，與傳統的鋰離子電池相比，無陽極鋰金屬電池具有一定的優勢，因為它們的能量密度更大。由於沒有陽極塗層，無陽極電池也更便宜，更容易組裝。有容易組裝、價格更低的優勢，目前唯一不足之處是壽命較短，在壽命方面需要改進。

作為鋰離子電池技術的先驅，研究人員也始終在研究下一代電池技術，而不僅僅是對現有技術進行改進。該團隊去年為特斯拉申請了名為「鋰金屬電池或無陽極鋰電池」的專利，他們認為這種電池技術可能會幫助取代固態電池。

特斯拉在專利申請中提到，充電電池是電動汽車儲能系統和電網儲能系統不可或缺的組成部分，許多類似系統都使用鋰金屬電池和無陽極鋰電池。與傳統鋰離子電池相比，這兩種電池在能量密度和成本方面具有明顯優勢，但在使用壽命方面尚需改進。

研究團隊聲稱，其新電解液技術專利將有助於改善這一點。在專利申請中，他們公布了測試結果，顯示電池電量保持能力有所改善，但目前似乎還沒有將電池推向充放電50個循環以上。他們需要讓電池進行更多循環才能使其商業化。

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④ 日本電池專利申請數量遙遙領先，佔全球1/3

據外媒報道，一份新的報告顯示，日本仍然是電池技術創新強國，松下、豐田等其他公司申請的國際專利超過三分之一。

歐洲專利局和國際能源署的一項聯合報告顯示，2018年，日本申請了2339項與電池相關發明的國際專利，這一數字幾乎是排名第二的韓國（1230項）的兩倍。在爭奪電池主導權方面，東亞兩個經濟體陷入了激烈的競爭，而這對於電動汽車和可再生能源的廣泛使用至關重要。

根據這項研究，中國在專利申請中排名第四，美國排第五，而歐洲專利公約的38個締約國排名第三。

在2000年至2018年間，日本公司占據了申請主體TOP10中的7名，但韓國三星電子則以4787項發明位列第一。特斯拉電池供應商松下以4046位居第二；其次是LG電子，專利申請量為2999；豐田排在第四位；日立、索尼和其他日本公司在前10名中排名較低。

在過去的20年裡，電池的創新已經步入高速發展階段。2018年，共有7153項國際儲能發明專利申請，較2000年的1029項大幅增長，其中大部分專利是電池。就2018年情況而言，手機和筆記本電腦中使用的鋰離子電池創新占總電池專利的45%。

報告顯示，2019年中國純電動汽車銷量達110萬輛，占據全球一半份額。相比之下，日本這一份額卻僅有2%。

此外，在動力電池領域，市場份額最大的也不是日本廠商。根據能源市場追蹤機構SNEResearch的數據，LG化學今年上半年在全球電動汽車電池市場占據24.6%的份額，升至第一位。排名第二的是中國的寧德時代，市場份額為23.4%，日本的松下排名第三，佔比約為20.4%。

本月中旬，韓國LG化學已通過董事會批准了電池業務的剝離，在電池部門分拆之前，相關的業務板塊已在全球電動汽車驅動電池市場占據了領先地位，並帶動了公司股票價格持續上漲。

文/孫莉莉

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⑤ 直擊三元鋰電痛點 超級磷酸鐵鋰電池能否翻身成為「刀鋒戰士」

前不久，當特斯拉與寧德簽訂合作協議之後，又宣布要使用無鈷電池，於是很多注意力又來到比亞迪身上，因為很多人的概念里，無鈷電池就是指的磷酸鐵鋰電池，而這項技術正是比亞迪所擅長的。不過就在最近，特斯拉澄清，無鈷電池並非只有磷酸鐵鋰一種，但不管怎麼說，這次烏龍使得比亞迪回到了動力電池界的風口浪尖。

當然，比亞迪也的確沒閑著。

3月29日，比亞迪在深圳召開了一場線上發布會。

作為靠電池起家的汽車廠商，幾乎很少有人會質疑比亞迪在三電技術上的研發能力。所以當比亞迪的「超級磷酸鐵鋰電池」發布時，即在情理之中、也在意料之中。唯一出乎意料的，是比亞迪竟然沒有為其搭配一個更為「耀眼」的名字，而是直接沿用了內部開發時期的稱呼——刀片電池。

▲寧德時代等廠商也已經在「超級磷酸鐵鋰電池」上開展相應的研發工作了

寫在最後

比亞迪的刀片電池真的顛覆業界了嗎？客觀來說，它確實起到了一定的推動作用，也在最佳的時間，以最佳的方式展現在了消費者面前。但還是那句話，如果某項先進技術輕而易舉就能被別人復制，那就不能稱之為顛覆。

在各種各樣的新能源車自燃起火之後，三元鋰電池被時代所終結只是早晚的事，新型電池技術的出現更是顯得順理成章。無論是比亞迪、還是寧德時代、或是LG，它們用長久以來沉澱的技術底蘊搭上了第一班順風車。

比亞迪卧薪嘗膽，終於搶險完成了磷酸鐵鋰電池的改造和升級，成為有可能引領新能源車進入下一個階段進化的基礎技術，而對於另外一個強有力競爭對手，也是三元鋰電的生產大戶寧德來說，構成了很大的壓力，寧德雖然也在開發相關的技術，但此時明顯慢了半拍。

再加之比亞迪自帶汽車生產能力，可以將電池技術迅速應用到量產車型上進行推廣，反饋和持續的改進，這點作為單純生產電池的寧德就又落後了半步。

只不過，電池的技術本身也是動態的，機會同樣留給了寧德或者其他電池廠家。科技真的有輪回，說不定下次會是哪家廠商帶著「改進後的三元鋰電池「卷土重來呢？

圖片來源網路，侵刪。

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⑥ 鋰離子電池注液方法怎樣申請實用新型專利

專利分發明專利、實用新型專利和外觀專利。方法類只能申請發明專利，發明專利一個月授權，一年發證書

⑦ 有關電池專利申請文

以下內容是關於電池方面的專利申請文：
摘要：本發明涉及一種Bi19S27Br3納米線制備方法。採用一種簡單的膠晶溶液法，以BiBr3和雙(三甲基硫化硅)作為原料，油胺和油酸作為表面活性劑，十八烯作為溶劑，利用金屬離子(如Al3+、Fe3+、Fe2+，Co3+、Co2+、Ni2+等)控制納米線的形貌和物相。反應採用標準的無水無氧操作裝置(史蘭克線)進行，反應溫度140～240℃，反應時間5～120min。本發明的半導體納米線制備方法簡單易行，反應條件溫和，操作成本低，且制備的納米線形貌規整、尺寸均一。
主權項：一種Bi19S27Br3納米線制備方法，其特徵在於：納米線是以BiBr3和雙(三甲基硫化硅)為原材料，油胺和油酸作為表面活性劑，十八烯作為溶劑，利用金屬離子控制納米線的形貌和物相；具體制備條件為：0.1‑2.0mmol金屬離子的乙醯丙酮化物或氯化物中的一種或二種以上，0.2‑0.6mmol的BiBr3，300‑500μL油胺，300‑500μL油酸和4‑6mL的十八烯加入到50mL兩口燒瓶，於80‑120℃下脫氣15‑60min，充入Ar氣，升溫至140‑240℃，用注射器注入1mL含有0.3‑0.9mmol雙(三甲基硫化硅)的十八烯，反應5‑120min；所述納米線以金屬離子控制形貌和物相，金屬離子為Al3+、Fe3+、Fe2+，Co3+、Co2+、Ni2+中的一種或二種以上。

⑧ 有誰有鋰電池的發明專利嗎

2016101291713 一種石墨烯電池 ，辦登費截止日：12.26，狀態：等年登印費
摘要：本發明公開了一種石墨烯電池，包括前電極、石墨烯/納米硅復合電極片、半導體和背電極，所述前電極對稱設置在石墨烯/納米硅復合電極片的上端，所述半導體設置在石墨烯/納米硅復合電極片與背電極之間。本發明採用的是用氧化石墨烯與納米硅液相混合制備氧化石墨烯/納米硅材料，再通過高溫熱還原制備石墨烯/納米硅復合材料，該方法制備出的復合材料缺陷少，電池穩定性好，有利於促進石墨烯/納米硅復合材料實際應用於鋰離子電池中。

⑨ "本人在鋰電池方面已申請兩項國家專利，分別是201120555582.1和201220153997.0。"專利未搜索到。

專利申請號201120555582.1，發明名稱：能量轉移式電池均衡器，已經被正式授予專利權，現已在國家知識產權局公開；
專利申請號201220153997.0，正在審批中，尚未公開，因此無法查詢到。