鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)發(fā)展狀況

余志敏,蘇　佳（國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心,江蘇　蘇州　215000）

鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)發(fā)展狀況

余志敏,蘇佳
（國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心,江蘇蘇州215000）

摘要：本文以CNABS和VEN數(shù)據(jù)庫中的檢索結(jié)果為樣本，對鋰離子電池聚合物電解質(zhì)在國內(nèi)外的研究狀況進行了簡單的統(tǒng)計分析，尤其是凝膠聚合物電解質(zhì)的研究狀況，以及主要國家，主要申請人在凝膠聚合物領域的研究水平和專利申請狀況。

關鍵詞：鋰離子電池;聚合物;凝膠;電解質(zhì)

0　引言

目前市場上鋰離子電池電解質(zhì)材料的主流產(chǎn)品還是有機液體電解質(zhì)材料，但是有機液態(tài)電解質(zhì)容易發(fā)生泄漏和氣脹等問題從而容易引發(fā)爆炸，導致了一系列的安全問題。聚合物電解質(zhì)的應用，使鋰離子電池具有更高的安全性和能量密度，使電池可以靈活設計，避免了電池的電解液的漏液問題，具有優(yōu)良性能，如高比能量，寬化學窗口，無記憶效應等。

1　鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)的專利狀況分析

1.1相關專利申請分析

自從1994年Bellcore公司宣布將凝膠聚合物電解質(zhì)應用于聚合物鋰離子電池以來，其發(fā)展非常迅速[1-2]。圖1是凝膠聚合物電解質(zhì)在全國和全球的專利申請量的趨勢圖，從圖1可以看出，在2000年左右受到青睞，申請量大增，從2003年以后申請量變少，不過從2011年開始又有變多的趨勢。

圖1　凝膠電解質(zhì)在全國和全球的專利申請量趨勢圖

1.2申請人分布狀況分析

圖2為鋰離子電池凝膠電解質(zhì)不同國家專利申請量比例圖，從圖2來看，聚合物凝膠電解質(zhì)的專利申請主要分布在日本，占比45.9%，基本占到了全球申請數(shù)量的一半，中國和美國的申請量其次，分別占18.8%和19.5%，韓國稍少，占到12.9%。

圖2　鋰離子電池凝膠電解質(zhì)不同國家專利申請比例

1.2.1全球主要申請人分布

圖3是全球凝膠電解質(zhì)專利申請的十大申請人，可以看出，關于凝膠電解質(zhì)的專利基本都被索尼，三洋，日產(chǎn)等公司壟斷。

1.2.2國內(nèi)海洋王照明科技股份有限公司在鋰離子電池凝膠電解質(zhì)方面的研究

海洋王照明科技股份有限公司是在2010年開始有關于凝膠電解質(zhì)的專利申請，不過最初是用于染料敏化太陽能電池（CN102468055A），直到2012年才開始有關于PEO凝膠電解質(zhì)在超級電容器中的專利申請（CN103387678A），隨后應用于鋰離子電池，并在2012年針對提高PEO電解質(zhì)的電導率連續(xù)申請了一系列專利（CN103456995A，CN103456986A，CN103456987A，CN103456989A，CN103456990A），以及PMMA的相關專利（CN103456988A，CN103450498A）和PVDF基凝膠電解質(zhì)的相關專利（CN103456909），此后一直致力于改進制備方法從而改善凝膠電解質(zhì)的整體性能方面的研究，主要是改善其電導率

（CN103579670A，CN103579671A，CN103682421A，CN103682423A）。后來為了提高凝膠聚合物電解質(zhì)的電導率和機械強度，對其進行改性，包括共混，共聚，交聯(lián)等化學方法（CN103811810A，CN103840195A CN 103840196A，CN103840109A），以及造孔等物理方法（CN103840200A，CN 103840201A，CN 103840202A）。

圖3　全球凝膠電解質(zhì)專利申請十大申請人

2　結(jié)語

鋰離子電池用聚合物凝膠電解質(zhì)的種類繁多，近年來凝膠電解質(zhì)體系也取得了長足的進步，在新的制備方法、新的復合體系等方面不斷取得進步，有些研究工作在鋰離子二次電池中的應用也已經(jīng)取得良好的應用結(jié)果?，F(xiàn)有的制備方法往往過于復雜，成本較高，凝膠聚合物膜產(chǎn)品性能一致性還不能達到令人滿意的程度，在改性的過程中也是常常顧此失彼，在大規(guī)模以及穩(wěn)定應用上打擊了研究人員的信心。凝膠電解質(zhì)相對于液體電解液有著不可比擬的優(yōu)點，隨著在電子產(chǎn)品小型化，儲能器件高能化以及操作安全性要求越來越高的趨勢下，凝膠電解質(zhì)必然會重新進入大家的視野，也必然會不斷涌現(xiàn)新的成果。

參考文獻：

[1]A.Manue l Stephan，Yuria Saito，Ionic conductivity and diffusion coefficient studies of PVDF-HFP polymer electrolytes prepared using phase inversion technique,Solid state ionics[J].2002,148(3-4):475-481.

[2]J.M .Song,H. R.Kang,S W.Kim,W.M.Lee and H.T.Kim,Electrochemical characteristics of phase-separated polymer electrolyte based on poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropane) and ethylene carbonate,E lectroch im. Acta[J],2003,48,(10):1339-1346.

作者簡介：余志敏（1987—），女，研究實習員，專利審查員。