储能科学与技术 ›› 2024, Vol. 13 ›› Issue (3): 1096-1105.doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0468
收稿日期:
2023-07-06
修回日期:
2023-07-21
出版日期:
2024-03-28
发布日期:
2024-03-28
作者简介:
孙明明(1984—),女,硕士,副研究员,研究方向为材料领域专利审查,E-mail:sunmingming0228@163.com。
Received:
2023-07-06
Revised:
2023-07-21
Online:
2024-03-28
Published:
2024-03-28
摘要:
随着新能源汽车产业的飞速发展,传统液态电解质已经不能满足市场需求,固态电解质因其安全和能量密度优势已经成为未来发展的理想方向。然而由于无机电解质界面性能差和聚合物电解质材料离子电导率低的固有缺陷,严重阻碍了其实际应用,兼具无机电解质离子电导率高、力学性能好以及有机电解质柔韧性好且不与锂金属反应的复合体系固态电解质已经成为当前研究热点。为了解有机无机复合锂离子电池固态电解质发展态势,本文基于智慧芽Patsnap专利数据库检索结果,总结了全球及中国专利申请数量变化趋势和法律状态,对比了专利主要来源国和主要申请人情况,梳理了技术手段和技术效果之间的关系,重点从有机、无机、添加剂等材料组成,物理共混、三维、多层等复合方式以及特定制备工艺三个维度总结分析了专利技术发展情况。研究发现,我国在有机无机复合锂离子电池固态电解质专利布局方面具有数量优势,但目前申请人较为分散,且技术保护更多限于材料本身,建议加强合作交流,以及对上下游产业的整体技术保护,技术发展方向方面,高无机相用量的三维复合体系具有更佳的综合性能,但从产业化角度,聚合物填充无机颗粒体系可能发展得更快。
中图分类号:
孙明明. 有机无机复合锂离子电池固态电解质专利分析[J]. 储能科学与技术, 2024, 13(3): 1096-1105.
Mingming SUN. Patent analysis of organic-inorganic composite solid-state electrolytes for lithium-ion batteries[J]. Energy Storage Science and Technology, 2024, 13(3): 1096-1105.
表1
企业情况"
企业 | 产品计划 |
---|---|
丰田 | 计划在2027年推出配备固态电池的电动汽车,充电10分钟续航里程1200公里 |
宁德时代 | 凝聚态电池2023年内具备量产能力,单体能量密度最高可达500 Wh/kg |
清陶能源 | 与上汽合作研发的1000公里以上长续航里程半固态动力电池将于2023年应用于上汽自主品牌新款车型 |
卫蓝新能源 | 2023年已向蔚来汽车交付了首批半固态电池电芯,能量密度为360 Wh/kg |
LG新能源 | 计划在2026年实现半固态电池的商业化 |
比亚迪 | 无机固态电池装车实验阶段 |
Solid Power | 第一辆采用全固态电池的宝马车计划2025年之前推出,2030年之前将实现全固态电池的量产 |
蜂巢能源 | 国内首批20 Ah级硫系全固态原型电芯系列,电芯能量密度达350~400 Wh/kg,现已顺利通过针刺等实验 |
日产 | 计划在2025年建立并运行全固态电池试点生产厂,2028年首次应用在汽车上,逐步实现量产 |
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35 | 复合固态电解质膜及其制备方法、固态电池: CN114597480A[P]. 2022-06-07. |
Composite solid electrolyte membrane, preparation method thereof and solid-state battery: CN114597480A[P]. 2022-06-07. | |
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WANG J Z, ZHAO Z. Inorganic-organic nano composite solid electrolyte membrane and preparation method and application thereof: CN109638349B[P]. 2022-08-16. | |
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43 | 胡毅, 张萌萌, 潘鹏. 氧化物型陶瓷复合纳米纤维固态电解质及其静电纺丝制备方法: CN111910283A[P]. 2020-11-10. |
HU Y, ZHANG M M, PAN P. Oxide type ceramic composite nanofiber solid electrolyte and electrostatic spinning preparation method thereof: CN111910283A[P]. 2020-11-10. | |
44 | 曾军堂, 陈庆, 廖健淞, 等. 一种动力锂电池纤维膜固体电解质及制备方法: CN111082136B[P]. 2021-01-05. |
ZENG J T, CHEN Q, LIAO J S, et al. Power lithium battery fibrous membrane solid electrolyte and preparation method: CN111082136B[P]. 2021-01-05. | |
45 | 张赵帅, 赵伟, 李素丽, 等. 具有三维贯穿结构的复合固态电解质和全固态锂离子电池: CN111326786B[P]. 2021-05-18. |
ZHANG Z S, ZHAO W, LI S L, et al. Composite solid electrolyte having three-dimensional through structure and all-solid-state lithium ion battery: CN111326786B[P]. 2021-05-18. | |
46 | 徐福忠, 邱子文, 刘畅, 等. 具有室温电导率的聚合物基质的固体电解质及其制备方法: CN108365258A[P]. 2018-08-03. |
XU F Z, QIU Z W, LIU C, et al. Solid electrolyte having room-temperature conductivity polymer matrix and preparation method thereof: CN108365258A[P]. 2018-08-03. | |
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