余志敏,蘇　佳（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)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?fàn)顩r

余志敏,蘇佳
（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)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(kù)中的檢索結(jié)果為樣本，對(duì)鋰離子電池聚合物電解質(zhì)在國(guó)內(nèi)外的研究狀況進(jìn)行了簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)分析，尤其是凝膠聚合物電解質(zhì)的研究狀況，以及主要國(guó)家，主要申請(qǐng)人在凝膠聚合物領(lǐng)域的研究水平和專(zhuān)利申請(qǐng)狀況。

關(guān)鍵詞：鋰離子電池;聚合物;凝膠;電解質(zhì)

0　引言

目前市場(chǎng)上鋰離子電池電解質(zhì)材料的主流產(chǎn)品還是有機(jī)液體電解質(zhì)材料，但是有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)容易發(fā)生泄漏和氣脹等問(wèn)題從而容易引發(fā)爆炸，導(dǎo)致了一系列的安全問(wèn)題。聚合物電解質(zhì)的應(yīng)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(shè)計(jì)，避免了電池的電解液的漏液?jiǎn)栴}，具有優(yōu)良性能，如高比能量，寬化學(xué)窗口，無(wú)記憶效應(yīng)等。

1　鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)的專(zhuān)利狀況分析

1.1相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)分析

自從1994年Bellcore公司宣布將凝膠聚合物電解質(zhì)應(yīng)用于聚合物鋰離子電池以來(lái)，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(guó)和全球的專(zhuān)利申請(qǐng)量的趨勢(shì)圖，從圖1可以看出，在2000年左右受到青睞，申請(qǐng)量大增，從2003年以后申請(qǐng)量變少，不過(guò)從2011年開(kāi)始又有變多的趨勢(shì)。

圖1　凝膠電解質(zhì)在全國(guó)和全球的專(zhuān)利申請(qǐng)量趨勢(shì)圖

1.2申請(qǐng)人分布狀況分析

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

圖2　鋰離子電池凝膠電解質(zhì)不同國(guó)家專(zhuān)利申請(qǐng)比例

1.2.1全球主要申請(qǐng)人分布

圖3是全球凝膠電解質(zhì)專(zhuān)利申請(qǐng)的十大申請(qǐng)人，可以看出，關(guān)于凝膠電解質(zhì)的專(zhuān)利基本都被索尼，三洋，日產(chǎn)等公司壟斷。

1.2.2國(guó)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(kāi)始有關(guān)于凝膠電解質(zhì)的專(zhuān)利申請(qǐng)，不過(guò)最初是用于染料敏化太陽(yáng)能電池（CN102468055A），直到2012年才開(kāi)始有關(guān)于PEO凝膠電解質(zhì)在超級(jí)電容器中的專(zhuān)利申請(qǐng)（CN103387678A），隨后應(yīng)用于鋰離子電池，并在2012年針對(duì)提高PEO電解質(zhì)的電導(dǎo)率連續(xù)申請(qǐng)了一系列專(zhuān)利（CN103456995A，CN103456986A，CN103456987A，CN103456989A，CN103456990A），以及PMMA的相關(guān)專(zhuān)利（CN103456988A，CN103450498A）和PVDF基凝膠電解質(zhì)的相關(guān)專(zhuān)利（CN103456909），此后一直致力于改進(jìn)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(dǎo)率

（CN103579670A，CN103579671A，CN103682421A，CN103682423A）。后來(lái)為了提高凝膠聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率和機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)其進(jìn)行改性，包括共混，共聚，交聯(lián)等化學(xué)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(zhuān)利申請(qǐng)十大申請(qǐng)人

2　結(jié)語(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)：

[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(jiǎn)介：余志敏（1987—），女，研究實(shí)習(xí)員，專(zhuān)利審查員。