解读宁德时代的两项固态电池专利

前一项专利是提高固体电解质的电导率。后一项专利是为了改善固体电解质片的导电性，能量密度和电池的循环性能。
金属锂与液体电解质之间的界面存在许多副反应，SEI膜的分布不均匀和不稳定会导致循环寿命变差，金属锂的不均匀沉积和溶解会导致锂枝晶和孔的形成不均匀，从而造成安全问题。锂树枝状晶体在固体电解质中生长缓慢，难以渗透，易燃性差，安全性更高。
然而，主要问题在于低电导率，这已经成为固态电池的商业应用中的瓶颈。现有的固体电解质根据材料体系可分为三类：硫化物，氧化物和聚合物。
其中，在“硫化物”中，路线方面，当前的宁德时代，青涛，丰田，本田，松下，三星等都有技术布局。 1月19日，国家知识产权局公布了宁德时代的两种固态电池专利：一种固体电解质的制备方法，一种硫化物固体电解质片及其制备方法。
专利文献表明，前一专利是为了提高固体电解质的电导率。后一项专利是改善固体电解质片的导电性，电池的能量密度和循环性能。
“用于制备固体电解质的方法”描述为：固体电解质的制备方法锂前体选自Li 2 S和Li X中的一种或多种。其中X选自F，Cl，Br和I。
中心原子配体选自P2S5，SiS2，GeS2，B2S3和Al2S3中的至少一种。该制备方法以硼酸盐为掺杂原料，对硫化物固体电解质进行改性，得到了掺有B和O的固体电解质。
固体电解质的元素分布测试结果图可以提高导电性的原因在于： B元素可以降低阴离子对锂离子的结合作用，提高锂离子的传输能力。可以产生O元素而不是S元素的部分掺杂。
混合阴离子效应可以提高锂离子的电导率，并且可以抑制在氧化物阴极和硫化物电解质之间的界面处形成空间电荷层，并降低界面阻抗。 。
从下图可以看出，掺入1％的硼酸盐可以提高电解质的电导率。同时，该专利利用硼酸盐的性质在溶剂中形成均匀分散的溶液。
在掺杂改性过程中，它在电解质的原料和需要掺杂的硼酸盐之间实现了足够的间隙。混合。
另外，硼酸盐可以在硫化物电解质的相形成温度下完全分解，从而减少了杂质或残留反应物的引入，从而大大提高了所制备的硫化物固体电解质的离子电导率，这有利于其能量的产生。全固态电池密度的发挥。
由另一专利提供的硫化物固体电解质片包括硫化物电解质材料和掺杂在硫化物电解质材料中的硼元素。根据该专利，将硼引入到硫化物固体电解质中的主要作用是减少结合和均匀分布，具体而言：1.硼可以有效地减少阴离子对锂离子的结合作用并提高锂离子的传输能力。
2.硼元素均匀地分布在硫化物固体电解质中，改善了固体电解质的掺杂均匀性和导电性，明显改善了固体电解质片的表面粗糙度，有利于硫化物固体电解质中的锂离子的产生。薄板和锂金属阳极界面的扩散过程降低了界面阻抗并改善了电池的循环性能。
固体电解质片的表面粗糙度测试光学显微镜图片1月9日，NIO发布了一款150kWh电池组，该电池组可实现360Wh / kg的能量密度，并计划于2022年第四季度交付。尚未宣布。
业界推测可能是宁德时报，青涛，蔚蓝和惠能科技。 CATL董事长曾玉群在2019年透露，CATL将继续投资于固态电池等尖端技术的尖端研究和产品开发。
根据高科技锂电池的跟踪，CATL在固态电池领域拥有多年的技术储备。一种