到底说了啥?华为固态电池专利曝光

汽车   2024-11-07 10:18   北京  

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11月5日,华为公布最新的硫化物固态电池专利,名称为《掺杂硫化物材料及其制备方法、锂离子电池》。随着华为的入局,固态电池产业化路线图已经更加清晰,更加靠谱了!




▲ 图片来源:华为专利内容

全固态电池和半固态电池是当前全球电池技术研发的热点,中国、美国、日本、韩国和欧盟等国家和地区的电池制造商都在这一领域投入研发,希望能够突破技术瓶颈,实现量产和商业化。

作为知名手机制造商三星、LG(*注LG在2021年4月5日正式宣布放弃智能手机业务)积极布局固态电池,苹果公司尚未有官方消息,但今年6月苹果供应商TDK公司宣布在固态电池能量密度实现100倍突破。据了解华为公司在2012年至今陆续申请了固态电池相关的专利,此次公开的掺杂硫化物材料及其制备方法专利,其中掺杂硫化物材料能够作为硫化物固态电解质

在国外内,电池制造商、车企以及手机制造商等,正在积极研发全固态电池技术,希望能够在未来尽快实现固态电池技术的成熟和初步商业化。欢迎大家申请加入固态电池交流群。


近日,华为《掺杂硫化物材料及其制备方法、锂离子电池》发明专利中,掺杂硫化物材料对金属锂具有较佳的稳定性。

专利内容显示

掺杂硫化物材料的掺杂基团中包括氮元素N,N可以与Li结合成形成Li3N,Li3N的存在可以在一定程度上阻碍掺杂硫化物材料与金属锂的副反应,使得掺杂硫化物材料对金属锂具有较佳的稳定性

该申请第一方面提供一种掺杂硫化物材料

所述掺杂硫化物材料的晶体包括:空间点群为的立方晶型;组成晶体的晶胞中至少一个位点掺杂有掺杂基团,掺杂基团包括:氮元素。结合所提及的第一方面第四种实现方式,掺杂基团的体积大于硫离子的体积

体积大于S离子的掺杂基团可以称之为大体积掺杂基团,大体积掺杂基团的引入可以撑大晶胞体积,晶胞内的离子通道具有较大的尺寸,可以缓解离子在晶胞内传输的过程中容量衰减,使得掺杂硫化物材料具有较大的离子电导率

▲ 申请实施例提供的掺杂硫化物材料Li6PS5Cl1‑n1(SCN)n1晶胞的示意图(来源:华为专利内容)

81:P离子、82:S离子、83:Li离子、84:Cl离子、85:硫氰根离子(SCN‑)

该申请第二方面提供一种硫化物材料的制备方法

包括:混合原料;结晶混合后的原料,得到掺杂硫化物材料,掺杂硫化物材料的晶体包括:空间点群为的立方晶型;组成晶体的晶胞中至少一个位点掺杂有掺杂基团,掺杂基团包括:氮元素。

在该实现方式中,采用球磨的方式混合原料可以较好的将掺杂原子引入晶胞内。

该申请第三方面提供一种锂离子电池

包括:金属锂负极,硫化物固态电解质和正极;硫化物固态电解质设置在金属锂负极与正极之间;硫化物固态电解质采用的材料包括:掺杂硫化物材料,掺杂硫化物材料的晶体包括:空间点群为的立方晶型;组成晶体的晶胞中至少一个位点掺杂有掺杂基团,掺杂基团包括:氮元素。

锂离子电池采用:锂金属负极、采用第一方面公开的掺杂硫化物作为硫化物固态电解质的材料(掺杂硫化物材料的晶胞中至少一个位点掺杂有含有N的掺杂基团)、正极采用的材料包括:导电炭和第一方面提供的掺杂硫化物材料。

▲ 申请实施例公开的锂离子电池制备方法的流程图(来源:华为专利内容)

▲ 申请实施例公开的锂离子电池的额工艺流程图(来源:华为专利内容)

(a)为掺杂硫化物材料的形态(b)为硫化物固态电解质形态(c)为锂离子电池的形态

目前公开的硫化物固态电解质材料中,电导率在1*10‑4mS/cm‑1*10‑2mS/cm之间。该申请实施例公开的掺杂硫化物材料的电导率可以维持在0 .75mS/cm以上。该申请实施例公开的掺杂硫化物材料的电导率位于一个较高的数值。
另外,该申请实施例公开的掺杂硫化物材料的晶胞中有掺杂基团,掺杂基团的N可以与Li结合成形成Li3N,Li3N的存在可以在一定程度上阻碍掺杂硫化物材料与金属锂的副反应,因此,该申请实施例公开的掺杂硫化物材料对金属锂具有较佳的稳定性。
本文内容来源:专利《掺杂硫化物材料及其制备方法、锂离子电池》

查看完整专利:https://pss-system.cponline.cnipa.gov.cn/documents/detail?prevPageTit=changgui 

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