Solid Power量产固态电池,背后到底有什么专利

发布时间:2020-10-12 作者:超凡知识产权锂电服务团队 来源:TP情报社 阅读量:409

固态电池是下一代牵引电池的新兴趋势,以低成本提供高性能和安全性,且与液体电解质电池相比,它们具有低易燃性,较高的电化学稳定性,较高的阴极电位和较高的能量密度,因此受到电池行业的重点关注。

Solid Power于10月9日宣布了第一代多层,多安培小时(Ah)全固态锂金属电池的生产和交付,掀起了动力电池届的革命。使用锂离子行业标准流程和自动化设备,生产制造基于硫化物的全固态锂金属电池,且每个电池都不含任何液体或凝胶,是真正意义上的固态电池。与18650 NMC电池相比,这种10层ASSB袋式电池可以提供320 Wh/kg的能量密度,重量则减轻了30%。

这些第一代10层2Ah袋式电池使用Solid Power的MWh规模的卷对卷中试生产线制造。在2020年第三季度,中试生产电池和固体电解质均成功得到多家OEM合作伙伴和一级电池供应商的认可。

 

关于Solid Power

Solid Power是在科罗拉多大学博尔德分校及国防高级研究计划局的资助下于2012年成立。Solid Power公司拥有一支世界级的电池研究员和工程师团队,包括了科罗拉多大学博尔德分校教授Se-Hee Lee与Conrad Stoldt, 在小型企业与早期技术研发方面具有丰富运作经验的Doug Campbell、技术总监Joshua Beuttner Garrett等,旨在将公司新一代固态可充电电池商业化。公司的电池产品结合了高容量阴极,锂金属阳极与无机固体电解质。电池材料采用100%的无机材料,无易燃和易挥发组分。

目前,Solid Power已运送了超过250个全固态电池原型,预期将在年底前生产并向主要战略合作伙伴交付数百个电池。而在此之前,该公司获得多轮融资,达成了对全固态电池项目研究的支持。

 

2017年12月

Solid Power宣布与宝马集团合作应用于电动汽车的固态电池。这次合作九个月后的融资中,Solid Power 赢得了福特汽车、现代CRADLE、三星风险投资公司、A123 Systems等7家投资者的青睐。

2018年

Solid Power A轮融资募得2000万美元。

2019年4月

福特汽车与固态电池企业Solid Power达成合作,共同为下一代电动汽车开发固态电池(ASSB)。福特汽车与固态电池企业Solid Power达成合作,共同为下一代电动汽车开发固态电池(ASSB)。

 

Solid Power专利概况

足以掀起动力电池革命的全固态电池,当然需要强有效的专利保护。下面一起来了解Solid power这家公司的专利布局情况。

截止目前,Solid Power公开的专利共9项,经同族合并,则有5项专利,其中3项专利跟硫化物固体电解质相关。

 

专利申请趋势

 

                                                                                                                            (图1)

如图1所示,Solid Power的首项专利申请于2016年,而2016年和2018年专利申请最为活跃,分别达到4件。2019年,专利申请仅有1件。

各国专利分布

 

                                                                                                                            (图2)

如图2所示,世界知识产权组织、中国大陆、欧洲专利局这三个国家/地区公开的专利数量最多,分别为4件、2件、2件,占所分析专利的44.444%、22.222%、22.222%。所以能看出,Solid Power的目标市场在欧美及中国。

申请人排名

                                                                                                                            (图3)

从图3可以看出,共同申请人包括了FRANCISCO BRIAN E索利得动力公司等。

 

硫化物固体电解质相关专利

【WO2020153973A1】

固体电解质材料的合成方法

随着移动设备数量的不断增长,混合动力/电动汽车以及物联网设备的快速发展,对电池技术的需求开始日益增长。虽然锂固态电池技术具有更高的可靠性,在容量(mAh),热特性,使用寿命和充电性能等方面已有较大突破,提升了使用安全性和封装效率、实现了高能量,但这些电池技术仍需要进一步的改进,以改善固体电解质组合物的生产能力和性能,满足日益增加的电池数量需求。

发明概要

实施方案提到一种制备硫化物固体电解质材料的方法,其包括以下步骤:将碱金属盐和含有P、B、Al、As、Sb、Bi、Si、Ge和Sn中至少一种元素的硫化物化合物与极性非质子溶剂结合以形成第一溶液;将碱金属盐和极性质子化溶剂混合形成第二溶液;将第一溶液和第二溶液混合形成第三溶液;干燥第三溶液以生成硫化物固体电解质材料。

 

 

【CN110621616A】

固体电解质材料和用其制作的固态电池

此专利描述的各种实施方案涉及固态一次和二次电化学电池、电极和电极材料、电解质和电解质组合物领域,以及制造和使用固体电解质材料的相应方法。

发明概要

在实施方案中,固体电解质材料包含Li、T、X和A,其中T是P、As、Si、Ge、Al和B中的至少一种元素;X是卤素或N;A是S和Se中的一种或多种元素。该固体电解质材料在用的X射线衍射测量中在2θ=17.8°±0.75°和19.2°±0.75°处具有峰并且可以包括玻璃陶瓷和/或混合晶相。

 

【WO2019051305A1】

用作固体电解质和电极添加剂的具有高锂离子电导率和高电化学稳定性的陶瓷材料。

全固态锂离子电池(SSLIB)有望成为液态电解质锂离子电池(LIB)的替代品,它更安全、更持久、具有更高能量密度。然而,如何找到适合SSLIBs的固体电解质材料仍是一个重大的挑战。高性能固体电解质应同时表现出快速的锂离子传导、可忽略的电子传导和强大的电化学稳定性。该材料还应该由廉价且低质量的元素形成,以确保成本竞争力和高能量密度。陶瓷材料是一类很有吸引力的材料,但在其他研究中,陶瓷锂电解质材料并不能完全满足期望性能。本发明的一些实施方案针对来自锂-硼-硫(LBS)化学系统的固体电解质。

 

发明概要

本发明的一些实施方案涉及作为固态电解质的高性能陶瓷材料,它可以用于各种通过固态材料传输锂离子的器件中。例如,陶瓷材料可在锂离子电池中用作固态电解液或电极添加剂以改善锂离子导电性,以及用于锂作为活性物质结合的电化学窗口。

 

Solid Power通过更安全、高性能、低成本、具有竞争力的产品有望改革电池业,在触达国际市场的同时也做到了有效的专利保护。提示了中国企业不仅要注重技术研发创新突破,更要有战略性思维重视专利申请,提早进行海内外专利布局,有效利用知识产权作为保护技术的武器,争取更多国际市场份额,为企业带来更高的价值。

 

作者:超凡知识产权锂电服务团队

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