锂电池专利申请论文

① 得完诺贝尔奖没闲着 98岁老爷子靠“玻璃心”引汽车进入钠电时代

汽势Auto-First丨刘冀然
引领汽车动力电池行业进入崭新时代的，不是石墨烯，而可能是拥有“玻璃心”的新型钠基电池。
据外媒报道，2019年诺贝尔化学奖得主之一——98岁的John Goodenough（后文称为“足够好”）领导的团队，已在今年3月公开透露钠基玻璃电池研制成型的消息，并于近期提交了这项以玻璃为关键组件的新型电池专利申请。论文显示，新型钠基玻璃电池将具有大续航、高安全、低成本、长寿命、耐温差、快充电等近乎完美的属性。
钠电时代
“足够好”老先生因引领动力电池行业进入锂电时代而获得2019年的诺贝尔奖，锂电技术的发展与普及也确实创造了不少商业奇迹，比如在1991年助力索尼率先实现锂电池的商业化量产，成功取代传统镍镉蓄电池，再比如锂电彻底成就了电动汽车行业的飞速发展。（具体可参考此前汽势文章《汽势焦点丨为什么说汽车促成了三位老爷子荣获诺贝尔奖》）
然而，当新能源汽车行业仍在三元锂和磷酸铁锂双重技术路径间博弈之时，“锂电之父”却正在酝酿着一场革命——“推翻”锂电池，引领动力电池进入全新的钠电时代。
实际上，论文中所描绘的那些近乎完美的属性，均由电极材料钠带来。
大续航，钠基电池的储能可达当前锂电池的3倍，考虑到当前锂电汽车的续航水平已经攀升至500-800公里，钠电汽车的续航过千易如反掌。
高安全，相比锂电池，新型钠基电池既不产生挥发也不易燃，一直困扰锂离子电池的锂枝晶生长造成短路的问题也得到彻底解决，而在某些层面，不短路就意味着不易自燃。
低成本，考虑到全球锂矿资源分布不均且资源有限，而钠则可通过海水氯碱电解提取，潜在资源量巨大，且氯碱工业发达，钠的成本自然远远低于锂。根据风险投资咨询公司Dosima Research的电池专家David Snydacke的预测：“钠的价格确实比锂更便宜，在不使用锂的情况下，成本可以降低5%到10%。”而这样的预估仍是在其他硬碳材料昂贵的前提下提出的，玻璃载体的出现将再次大幅降低电芯的造价。
长寿命，研发小组德克萨斯大学奥斯汀分校研究员Maria Helena Braga表示，早期测试中，新型电池的充放电周期高达“数千次”，远超过现有锂电池平均2000个充放电循环的水准，按照目前的行业发展情况推测，车载钠基电池的有效寿命将极有可能超过10年。
耐温差，根据专利申请材料显示，新型钠基电池可以承受的温度范围更广，在零下20℃到60℃之间，而这样的温差区间或许也意味着，冬季开电动车去东北不再是“脑残”的行为。
快充电，新专利以掺杂钠或锂等碱金属的玻璃作为电解质，虽然工作原理与锂电池类似，但钠基电池可接受的充能强度指标远高于锂电池，论文中的验证测试结果表示，适配于新能源汽车的动力电池组可将充能时长从“以小时计算”压缩至“以分钟计算”。此前其他研究小组也曾验证，用时两分钟即可为高容量的钠基电池组充电50%。
续航1000公里不是梦，与电车自燃告别，车价更便宜，10年不用换电池，充电速度堪比加油——解决掉了纯电动汽车的所有烦恼，钠电时代的临近确实令人充满期待。
用“玻璃心”解决难题
钠电既然这么完美，为何如今叱咤风云的却是锂电池呢？
犹如爱迪生在1879年至1906年的27年间试用了6000多种纤维材料后，方才找到了能导电发光且经久耐用的钨丝作为灯丝材质，钠基电池则一直在为合适的负极和电解质载体而发愁——由于钠离子体积远远大于锂离子，传统电池负极材料均无法在其原子间的缝隙中存储钠离子，所以钠基电池一直“怀才不遇”，仅存留于“科幻”范畴。
正是由于钠基电池存在众多优点，科学家们开发钠基电池的试验一直没有中断过——斯坦福大学研究员Michael Toney一直在尝试使用硬碳（石墨）负极解决问题，普渡大学的研究人员则制造了钠粉版本的电池组，伯明翰大学冶金与材料系的安德鲁·莫里斯博士则在反复验证使用磷作为钠电阳极载体的可能性。
如今，“足够好”老爷子先人一步，通过“玻璃心”解决了钠基电池电解质载体的世纪难题，它的全称为“含有水溶剂化玻璃/非晶态固体电解质的可充电电池”。而相比于石墨的昂贵、钠粉制造的难度，以及磷元素的低燃点熔点，制备成本极低且不易燃烧的玻璃，显然是更为可靠的电解质载体选择。
动力电池行业剧变前夜
更重要的是，钠基玻璃电池的商业化应用速度也许比想象中更快。
“足够好”老先生已经明确表示：“我不需要钱，不想做生意，只想单纯地解决问题。”所以，钠基玻璃电池的专利申请成功后，极有可能成为公开的技术，跳过讨价还价、市场垄断等阻碍，只待经过进一步技术验证便可进入商业化实践阶段。届时，拥有“玻璃心”的钠基电池电动车极有可能与锂电汽车平起平坐，甚至在数年内取代锂电汽车成为市场主流。如若进展顺利，钠电技术留给锂电企业转舵的时间已经不多了。
实际上，为解决电动汽车的续航、安全等问题，近年来锂电技术研发也正处于飞速发展的状态。
在三元锂技术路径中，NCM811电池仍在找寻能量密度与安全性的平衡点，坚持NCA的特斯拉则尝试将电芯的胶辊设计升级为“无凸片电极电芯”以提升安全性，并申请造价更低且寿命高达百万英里的低钴电极电芯设计专利。而在磷酸铁锂技术路径中，以比亚迪“刀片电池”为代表，通过电芯形状变化、电池组结构优化等方式提升电池组的综合能量密度，并强调磷酸铁锂电池天然的高安全属性，试图为磷酸铁锂电池正名，力争装机量反超三元锂。
诚然，锂电汽车从早前的百余公里续航发展至如今的700、800公里时代只用了短短数年，困扰消费者的续航焦虑正在成为历史，新能源汽车行业发展之快确实令人咋舌，但借用长安汽车董事长张宝林那句“时代淘汰你，与你无关”，也许我们正处在动力电池行业剧变的前夜，只是大战之前静悄悄罢了。
钠电时代临近，锂电池产业链也许马上要经历一些前所未有的竞争压力与波折危机——对动力电池行业而言，那也许是一场“腥风血雨”，但对全球新能源汽车行业与消费者而言，这样的时代更迭只恨出现得太少、到来得太慢。
（图片来自网络）
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② 特斯拉无阳极电池技术新专利，将提升能量密度 降低成本

今年早些时候，特斯拉的研究人员发表了一项研究成果，他们描述了一种新型电池，它利用了锂离子电池的寿命和锂金属电池的高能量密度，将混合锂金属电池作为全电动汽车的续航工具。

“提高电池的能量密度将降低电动汽车的成本，并能延长行驶里程。用金属锂代替传统锂离子电池中的石墨阳极可以显著提高能量密度。然而，锂金属阳极存在容量损耗快、电池寿命短的问题。为了开发长寿命的高能量密度电池，我们提出了一种锂离子/金属锂混合电池，通过在石墨上有目的地镀上金属锂来实现。虽然在传统锂离子电池中，多余的锂电镀通常是一种降解机制，但我们在优化的双盐电解液中实现了可逆的石墨锂电镀。此外，由于电池通常不会被循环到100%的容量，这些混合电池可以在锂离子模式下运行，几乎没有降解，在它们的大部分寿命中，通过周期性的充满电的锂金属循环来增加容量。”

但是，需要注意的是，特斯拉像大多数其他公司一样，有时会为不会投产的技术申请专利。

关于特斯拉电池计划的更多信息将于9月15日的“电池日”期间公布。

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③ 特斯拉为一款新型的无阳极锂金属电池申请专利 寿命方面还需改进

7月9日消息，特斯拉已经为一款新型的无阳极锂金属电池申请专利。专利报告指出，与传统的锂离子电池相比，无阳极锂金属电池具有一定的优势，因为它们的能量密度更大。由于没有阳极涂层，无阳极电池也更便宜，更容易组装。有容易组装、价格更低的优势，目前唯一不足之处是寿命较短，在寿命方面需要改进。

作为锂离子电池技术的先驱，研究人员也始终在研究下一代电池技术，而不仅仅是对现有技术进行改进。该团队去年为特斯拉申请了名为“锂金属电池或无阳极锂电池”的专利，他们认为这种电池技术可能会帮助取代固态电池。

特斯拉在专利申请中提到，充电电池是电动汽车储能系统和电网储能系统不可或缺的组成部分，许多类似系统都使用锂金属电池和无阳极锂电池。与传统锂离子电池相比，这两种电池在能量密度和成本方面具有明显优势，但在使用寿命方面尚需改进。

研究团队声称，其新电解液技术专利将有助于改善这一点。在专利申请中，他们公布了测试结果，显示电池电量保持能力有所改善，但目前似乎还没有将电池推向充放电50个循环以上。他们需要让电池进行更多循环才能使其商业化。

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④ 日本电池专利申请数量遥遥领先，占全球1/3

据外媒报道，一份新的报告显示，日本仍然是电池技术创新强国，松下、丰田等其他公司申请的国际专利超过三分之一。

欧洲专利局和国际能源署的一项联合报告显示，2018年，日本申请了2339项与电池相关发明的国际专利，这一数字几乎是排名第二的韩国（1230项）的两倍。在争夺电池主导权方面，东亚两个经济体陷入了激烈的竞争，而这对于电动汽车和可再生能源的广泛使用至关重要。

根据这项研究，中国在专利申请中排名第四，美国排第五，而欧洲专利公约的38个缔约国排名第三。

在2000年至2018年间，日本公司占据了申请主体TOP10中的7名，但韩国三星电子则以4787项发明位列第一。特斯拉电池供应商松下以4046位居第二；其次是LG电子，专利申请量为2999；丰田排在第四位；日立、索尼和其他日本公司在前10名中排名较低。

在过去的20年里，电池的创新已经步入高速发展阶段。2018年，共有7153项国际储能发明专利申请，较2000年的1029项大幅增长，其中大部分专利是电池。就2018年情况而言，手机和笔记本电脑中使用的锂离子电池创新占总电池专利的45%。

报告显示，2019年中国纯电动汽车销量达110万辆，占据全球一半份额。相比之下，日本这一份额却仅有2%。

此外，在动力电池领域，市场份额最大的也不是日本厂商。根据能源市场追踪机构SNEResearch的数据，LG化学今年上半年在全球电动汽车电池市场占据24.6%的份额，升至第一位。排名第二的是中国的宁德时代，市场份额为23.4%，日本的松下排名第三，占比约为20.4%。

本月中旬，韩国LG化学已通过董事会批准了电池业务的剥离，在电池部门分拆之前，相关的业务板块已在全球电动汽车驱动电池市场占据了领先地位，并带动了公司股票价格持续上涨。

文/孙莉莉

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⑤ 直击三元锂电痛点 超级磷酸铁锂电池能否翻身成为“刀锋战士”

前不久，当特斯拉与宁德签订合作协议之后，又宣布要使用无钴电池，于是很多注意力又来到比亚迪身上，因为很多人的概念里，无钴电池就是指的磷酸铁锂电池，而这项技术正是比亚迪所擅长的。不过就在最近，特斯拉澄清，无钴电池并非只有磷酸铁锂一种，但不管怎么说，这次乌龙使得比亚迪回到了动力电池界的风口浪尖。

当然，比亚迪也的确没闲着。

3月29日，比亚迪在深圳召开了一场线上发布会。

作为靠电池起家的汽车厂商，几乎很少有人会质疑比亚迪在三电技术上的研发能力。所以当比亚迪的“超级磷酸铁锂电池”发布时，即在情理之中、也在意料之中。唯一出乎意料的，是比亚迪竟然没有为其搭配一个更为“耀眼”的名字，而是直接沿用了内部开发时期的称呼——刀片电池。

▲宁德时代等厂商也已经在“超级磷酸铁锂电池”上开展相应的研发工作了

写在最后

比亚迪的刀片电池真的颠覆业界了吗？客观来说，它确实起到了一定的推动作用，也在最佳的时间，以最佳的方式展现在了消费者面前。但还是那句话，如果某项先进技术轻而易举就能被别人复制，那就不能称之为颠覆。

在各种各样的新能源车自燃起火之后，三元锂电池被时代所终结只是早晚的事，新型电池技术的出现更是显得顺理成章。无论是比亚迪、还是宁德时代、或是LG，它们用长久以来沉淀的技术底蕴搭上了第一班顺风车。

比亚迪卧薪尝胆，终于抢险完成了磷酸铁锂电池的改造和升级，成为有可能引领新能源车进入下一个阶段进化的基础技术，而对于另外一个强有力竞争对手，也是三元锂电的生产大户宁德来说，构成了很大的压力，宁德虽然也在开发相关的技术，但此时明显慢了半拍。

再加之比亚迪自带汽车生产能力，可以将电池技术迅速应用到量产车型上进行推广，反馈和持续的改进，这点作为单纯生产电池的宁德就又落后了半步。

只不过，电池的技术本身也是动态的，机会同样留给了宁德或者其他电池厂家。科技真的有轮回，说不定下次会是哪家厂商带着“改进后的三元锂电池“卷土重来呢？

图片来源网络，侵删。

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⑥ 锂离子电池注液方法怎样申请实用新型专利

专利分发明专利、实用新型专利和外观专利。方法类只能申请发明专利，发明专利一个月授权，一年发证书

⑦ 有关电池专利申请文

以下内容是关于电池方面的专利申请文：
摘要：本发明涉及一种Bi19S27Br3纳米线制备方法。采用一种简单的胶晶溶液法，以BiBr3和双(三甲基硫化硅)作为原料，油胺和油酸作为表面活性剂，十八烯作为溶剂，利用金属离子(如Al3+、Fe3+、Fe2+，Co3+、Co2+、Ni2+等)控制纳米线的形貌和物相。反应采用标准的无水无氧操作装置(史兰克线)进行，反应温度140～240℃，反应时间5～120min。本发明的半导体纳米线制备方法简单易行，反应条件温和，操作成本低，且制备的纳米线形貌规整、尺寸均一。
主权项：一种Bi19S27Br3纳米线制备方法，其特征在于：纳米线是以BiBr3和双(三甲基硫化硅)为原材料，油胺和油酸作为表面活性剂，十八烯作为溶剂，利用金属离子控制纳米线的形貌和物相；具体制备条件为：0.1‑2.0mmol金属离子的乙酰丙酮化物或氯化物中的一种或二种以上，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两口烧瓶，于80‑120℃下脱气15‑60min，充入Ar气，升温至140‑240℃，用注射器注入1mL含有0.3‑0.9mmol双(三甲基硫化硅)的十八烯，反应5‑120min；所述纳米线以金属离子控制形貌和物相，金属离子为Al3+、Fe3+、Fe2+，Co3+、Co2+、Ni2+中的一种或二种以上。

⑧ 有谁有锂电池的发明专利吗

2016101291713 一种石墨烯电池 ，办登费截止日：12.26，状态：等年登印费
摘要：本发明公开了一种石墨烯电池，包括前电极、石墨烯/纳米硅复合电极片、半导体和背电极，所述前电极对称设置在石墨烯/纳米硅复合电极片的上端，所述半导体设置在石墨烯/纳米硅复合电极片与背电极之间。本发明采用的是用氧化石墨烯与纳米硅液相混合制备氧化石墨烯/纳米硅材料，再通过高温热还原制备石墨烯/纳米硅复合材料，该方法制备出的复合材料缺陷少，电池稳定性好，有利于促进石墨烯/纳米硅复合材料实际应用于锂离子电池中。

⑨ "本人在锂电池方面已申请两项国家专利，分别是201120555582.1和201220153997.0。"专利未搜索到。

专利申请号201120555582.1，发明名称：能量转移式电池均衡器，已经被正式授予专利权，现已在国家知识产权局公开；
专利申请号201220153997.0，正在审批中，尚未公开，因此无法查询到。