锂离子电池石墨烯复合电极材料专项分析

《锂离子电池石墨烯复合电极材料专项分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、锂离子电池石墨烯复合电极材料专利分析.doc锂离子电池石墨烯复合电极材料专利分析[摘要]随着锂离子电池纯石墨烯复合电极材料发展的成熟化，石墨烯复合电极材料也已经成为热点研究课题。本文以对不同材料类型的石墨烯复合电极材料和不同方法类型的石墨烯复合电极材料的分析。主要对国内外总申请量，国内外重要申请人，国内外申请人区域，不同类型的复合负极材料的申请量配比分布，采用不同技术手段(方法)制备的复合负极材料的申请量配比分布等主要研究内容等方面进行详细的分析。[关键词]锂离子电池、石墨烯、复合、电极、专利中图分类号:TG650文献标识码:A文章编号:1009-914X

2、(2016)18-0094-02本文主要研究锂离子电池石墨烯复合电极材料，本文在中文全文数据库(CNTXT)中采用国际专利分类号(IPC)结合关键词的基础上，对中文全文数据库中专利文献进行全面的检索，因此仅对中文全文数据库(CNTXT)中获得的相关的发明专利进行细致的筛选。数据来源于数据库CNTXT;数据为2015年4月2号之前的数据。检索关键词:锂s电池，石墨烯s负极，复合，(氮or"N"or"氮-"or"N-")5D(掺杂)，(硅orSi)s石墨烯，(锡orSn)s石墨烯，(氧化or"O")s石墨烯，氧化硅orSiO2or氧化锡orSnO，(钛酸锂or

3、Li4Ti5O12)5D石墨烯，(磷酸铁锂or磷酸亚铁锂orLiFePO4)5D石墨烯;分类号:H01M+/IC。其次，对检索到的数据结果进行标引分析。以下揭示了国内外1在石墨烯复合电极材料的发展状况，主要从以下几个方面对石墨烯复合电极材料的专利文献进行分析。1国内外总申请量分析图1为世界范围内专门研究锂离子电池纯石墨烯电极材料专门申请状况。锂离子电池纯石墨烯电极材料的申请量在2009-2015年间的申请量呈先增长后减少趋势。由此可见，随着科技的发展，锂离子电池纯石墨烯电极材料的研究已经逐步趋于成熟化产业化，但随着时间的变迁，纯石墨烯电极材料自身的问题和缺

4、陷也被逐渐暴露出来，并且科研人员们不满足于对纯石墨烯电极材料的研究，通过对石墨烯复合电极材料的研究，克服纯石墨烯电极材料的缺陷，并且利用纯石墨烯电极材料的优点和其他材料复合，充分发挥二者的协同作用。因此，在2012-2014年间，石墨烯复合电极材料的申请量呈迅猛增长趋势。2国内外重要申请人分析图2为世界范围内重要的申请人分析，国内外大型企业和中国科研院所是研究锂离子电池石墨烯复合电极材料的主力军，国内外大型企业:中国的海洋王照明科技股份有限公司、西安中科新能源科技有限公司、苏州宝时得电动工具有限公司、奇瑞汽车股份有限公司、常州第六元素材料科技股份有限公司，

5、日本的株式会社半导体能源研究所，韩国的株式会社LG化学，中国科研院所:上海交通大学、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、上海大学、浙江大学、清华大学、天津大学、北京大学、东南大学等，他们都是该领域申请人主力军中的佼佼者。海洋王照明科技股份有限公司在Si、Sn基-石墨烯复合负极材料的申2请(例如CN103035877A、CN103035881A、CN103035888A、CN103035889A、CN103035890A、CN103035891A等)采用固相法、水热法等使得氧化石墨烯与纳米硅复合，再采用热处理法使氧化石墨烯还原，纳米硅能够很好的分散在石墨烯的

6、片层之间，防止石墨烯团聚，创新性地利用石墨烯三维网络结构束缚纳米硅的体积变化，有效的解决硅材料在循环过程中的体积变化问题，同时在石墨烯表面引入纳米级孔洞，促进了石墨烯在三维方向上的迁移和扩散，大大的提高了电池的充放电效率性能;或者采用电化学法将Sn沉积在石墨烯的表面，这种石墨烯/锡单质复合电极片中石墨烯直接沉积在集流体上，锡单质沉积在石墨烯表面，相对于传统的加入粘接剂的电极片，这种石墨烯/锡单质复合电极片的等效串联电阻较低，采用这种石墨烯/锡单质复合电极片可以有效地提高电池的功率密度。日本的株式会社半导体能源研究所在磷酸铁锂等正极-石墨烯复合正极材料的申请

7、(例如JP特开2012-99468A、JP特开2012-99467A、JP特开2013-93319A、JP特开2013-145740A、JP特开2013-191548A等)通过高温热处理氧化石墨烯与正极材料的混合物，将石墨烯覆盖在正极材料的表面，正极活性材料中包括的主要材料由具有二维扩展结构且可以忽略其厚度的高导电材料覆盖，由此可以减少碳覆盖量并且即便在不使用导电助剂或者在导电助剂量极少的情况下也可以获得具有接近理论容量的容量的储能装置。因此，可以降低正极中的碳覆盖量并减小导电助剂的体积，从而可以减小正极的体积。正极还包括多个粒子状的正极活性物质x[Li2

8、MnO3]-(1-x)[LiCo1/3Mn1/3Ni1/3O2]等