LG新专利曝光电池自动检测组装设备｜动力电池行业巨头专利情报

• 来源：前沿情报站(qyqbz_2021)
• 动力电池行业龙头专利情报-第二期
• 本系列为大家每周跟踪动力电池行业的巨头企业——宁德时代、LG新能源、松下、比亚迪、三星SDI、SKI、蜂巢能源、远景AESC等的专利情报，挖掘其最新技术进展，以及背后可能的商业动作。如果你对此行业感兴趣，欢迎订阅关注。
• 数据来源：himmpat专利数据库
• 本期跟踪专利时间范围：2022-2-14 ~ 2022-2-20

一. 宁德时代

本期专利动态：发明公开：10件 发明授权：9件 实用新型：3件

1.通过膨胀组件降低电池短路起火风险

对二次电池而言，碰撞等外部冲击造成内部热失控而导致温度骤升，加速电池内部发生放热副反应，可能导致电池发生爆炸、起火等事故，是厂商想尽办法去避免的情况。2月18日，宁德时代下属子公司江苏时代新能源科技有限公司公开了一件专利，提出了一种增加电池安全性的方法。专利中提出了一种膨胀组件，能够在二次电池内部的温度达到阈值时受热膨胀，膨胀后的膨胀体能够覆盖短路点，从而增加短路点的电阻，降低短路点产生的热量，并且能够在一定程度上阻止短路继续发生。

相关专利：
CN114069167A二次电池、电池模块、电池包和用电装置
申请人：江苏时代新能源科技有限公司

2.改善钴正极锂离子电池耐高温性能的方法

锂离子电池已广泛应用于电动汽车、消费电子产品、储能装置等领域，并凭借其高能量密度、无记忆效应等优势逐渐成为上述领域的主流电池。在目前众多成熟正极材料中，含Co的钴酸锂、镍钴锰酸锂等材料具有较高的体积能量密度，成为高能量密度材料的常用选择。而不断提升的能量密度，对材料的耐高温性能提出了更高的要求。

2月18日，宁德新能源科技有限公司公开了一件专利，提供了一种电化学装置，能显著改善电池的高温性能。装置包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解液，其中，所述正极极片包含Co元素，Co的质量百分含量为a；所述电解液包含多腈化合物，其质量百分含量为b％，二者的含量满足关系：b＝9.7a-0.07+C，其中-1.5

专利指出，通过协同控制Co元素的质量百分含量和多腈化合物的质量百分含量在上述范围内，可以有效发挥多腈化合物对正极活性材料的保护，同时避免多腈化合物对负极界面的破坏，显著改善电化学装置在高温下的性能。

相关专利：
CN114068910A一种电化学装置及电子装置

二. LG Energy Solution

本期专利动态：发明公开：45件 发明授权：30件

1.电池单元分级、电池模块安装自动化设备

相比于动辄爆出足够吸引眼球的实验室中发现的能量密度创新高的电池材料，锂电制备技术的关注度寂寥得多。在实际生产中，量产与品控一直是制约大规模商用产能的重要因素。

如何在生产中检测二次电池的缺陷？目前已经使用了在电池激活过程中通过电压找出存在低压缺陷电池的方法。但是，目前的检测准确率不高，常出现次品漏检的情况；此外，仅在激活过程中被确定为正常是不够的，储存、组装成电池模块阶段，同样可能出现缺陷。存在不合格电池构成的电池模组，其寿命更短，性能参差不齐，产品可靠性低。

2月18日，LG新能源在一篇公开的专利中提出一种电池单元工序自动化装置，包括用于移动具有QR码的电池单元的单元传送单元、电芯检查单元、框架传送单元、放电单元、夹具单元等，其能够在一个设备中实现电池单元额定值的判定和电池模块的组装，能提升生产效率和良品率。

相关专利：
KR20220020123A用于集成电池单元额定值确定和电池模块安装过程的电池单元过程自动化设备

2.锂电池泄露检测装置

分析二次电池内部产生的气体对于了解电池容量和退化机制、可靠性和稳定性非常重要。目前的分析方法，包括收集二次电池产生的气体、传输气体到气相色谱(GC)装置分析的过程。在传输环节，一般通过多位阀（MPV）、6通阀、采样回路等连接在集气管上，传递到GC单元。目前的主要问题是容易泄露，并且气体在被输送到各个环节时可能被稀释，导致检测不准确。

2月15日，LG新能源在韩国公开一件专利，提供了一种收集从二次电池中产生的高浓度气体和标准气体进行定量分析而不会泄漏的装置和方法。

相关专利：
KR20220018226A二次电池分析装置及方法

三. 比亚迪

本期专利动态：发明公开：52件 发明授权：4件 实用新型：12件

1.铝箔作为锂电池的正极集流体难以做薄？比亚迪提出新工艺

铜是优良的金属导体，但在较高电位下易被氧化，因此在电池生产中常被用作石墨、硅、锡以及钴锡合金等负极活性物质的集流体。而金属铝的导电性虽然低于铜，但其质量只需要铜的一半，因此使用铝集流体有助于提高锂离子电池的能量密度。此外，与铜相比，铝的价格更低。再者，在锂离子电池充/放电过程中，铝箔集流体表面会形成一层致密的氧化物薄膜，提高了铝箔的抗腐蚀能力，常被用作锂离子电池中正极的集流体，与之匹配的正极活性物质有LiCoO2、LiCo1/3Ni1/3O1/3及LiFePO4等，因此，目前的锂离子电池中，铝箔作为锂电池的正极集流体，铜箔作为负极集流体。但是，随着极片压实越高，铝箔合金成分难以调节匹配高压实要求，容易在制程中发生断带，并且铝箔难以做薄，目前锂电行业上最薄的铝箔厚度为10μm，并且良率偏低。

如何解决正极集流体难以高压实、容易断带的问题？2月18日，比亚迪公开一件专利，提供了一种正极复合集流体，其正反两面上均形成有所述金属层；所述正极集流体的延伸率为5％～10％；所述金属层包含金属粉，所选用金属的标准电极电位为0.342V＜φ≤1.692V。金属层的单面厚度可达1μm～5μm。

相关专利：
CN114068940A一种正极复合集流体、正极极片及锂离子电池

2.磷酸铁锂能量密度如何进一步提高？再压实一些

锂离子电池的正极材料对电池的性能至关重要。磷酸铁锂正极材料具有结构稳定性高、安全性能好、工作电压适中、平台特性好等优点，逐渐成为电池工作者竞相研究的热点。然而其也存在一个比较明显的缺点：由它制成的极片压实密度低，约为2.1-2.3g/cm3，导致了由其制备的电池的能量密度偏低，阻碍了该材料的实际应用。

目前，业界主要通过在合成磷酸铁锂的过程中提高焙烧温度或降低碳含量来提升压实密度，但这会造成生成的磷酸铁锂材料的大小颗粒的尺寸及比例不能满足最密堆积，从而不能有效提升压实密度。鉴于此，2月18日，比亚迪公开了一件专利，提供了一种磷酸铁锂正极活性材料，其粒度分布频率曲线不出峰（图中的峰值形分布），可以实现AndReasen最密堆积，由其制得的极片具有较高的压实密度，可达2.7g/cm3以上，有望进一步提升磷酸铁锂电池的能量密度。

相关专利：
CN114068917A磷酸铁锂正极活性材料及其制备方法、正极片及电池

四. 松下

本期专利动态：发明公开：53件 发明授权：62件

1.高纯度镍粒子的制造方法

使用镍钴锰酸锂(NCM)、镍钴铝酸锂(NCA)等含有镍的复合氧化物作为二次电池的正极活性物质是目前的一种普遍技术。但是，镍是一种稀有金属，随着二次电池的产量增加，预计越来越难以获得。所以，探索提高镍的使用效率是一个重要的研究课题。

现有技术中，通过对镍颗粒进行压缩成型获得的团块和板状阴极是一种方法，但此种方法对镍的消耗较大。另一种方法是通过粉化或粒化有效地增加原材料的表面积，以提高镍阴极在硫酸中的溶解速率。然而，由于镍的强度较高，当用粉碎机粉碎镍阴极时，极易被粉碎装置的杂质污染，导致纯度较低。2月17日，松下在美国公开一件镍加工相关专利，提出一种可以获得纯度为90质量％以上的镍颗粒的制造方法，以及一种硫酸镍、正极活性物质的制造方法。此专利最早与2018年在日本申请，在2019年通过PCT进入美国。

相关专利：
US20220048790A1镍颗粒的制造方法、硫酸镍的制造方法以及二次电池用正极活性物质的制造方法

五. 三星SDI

1.改善锂电池高温可靠性的材料

2月15日，三星SDI在一篇韩国公开专利中提供了一种具有较好高温可靠性的锂二次电池，其包括电解质，碳基和钛氧化物，包括有下图化学式所示的添加剂，其含量小于0.1重量％。R 1至R 8各自独立地为氢原子。

相关专利
KR20220018413A锂二次电池

六. SK Innovation

1.防止电池过充的保护装置

在电动车自燃事故中，有很大一部分是在车辆充电时发生的，过充导致的热失控其中的一个原因。为了管理这种电池过充电，传统上，通过RAD（机械过充电防止装置）或OPD（电子过充电防止装置），电池管理系统（BMS）来监控电池的状态（电流、电压、温度、容量、等）。2月17日，SKI在韩国的一件公开专利中提出一种改进现有技术的方案，并提供一种用于防止电池模块过充电的设备，其无需外部电源装置(设备)即可有效地防止电池模块的过充电。

相关专利：
KR102363568B1电池模组过充保护装置

七. 远景AESC

1.极耳改善工艺

电动车对能量密度的要求越来越高，为了进一步提高软包电池的能量密度，一般采用以下方法，第一，提高正极材料Ni含量。但是随着Ni含量的提升，材料的热稳定性随之下降，对电芯安全性造成问题；第二，做薄隔膜和箔材等辅材以减轻重量，但是减低厚度增加了加工难度，成本可能增加；第三，设计更大尺寸的软包电池，只需要增大极片的尺寸和数量达到能量密度提升的目的，但是，该方法需提高铝塑膜冲坑深度、增加电池极耳的尺寸。

现有的设计中，极耳尺寸与电芯能量不匹配，大倍率充放电时极耳容易达到限制温度，使电芯的功率性能急剧下降。2月18日，远景动力技术(江苏)有限公司在一件公开专利中透露出其研发了一种极耳及电芯，能够减少繁琐的焊接工艺，无需替换封装工艺，同时也能解决极耳尺寸与电芯能量不匹配的问题，提高电芯整体的导流能力。

相关专利：
CN114069165A电芯极耳及电芯

2.一种户外储能电池柜

远景能源的一件外观设计专利中显示，其推出了一种户外储能电池柜，可以当做备用电源使用。

相关专利：
CN307112702S储能户外电池柜

3.一种电池包

人们对新能源汽车的续航里程的要求越来越高，在有限的电池空间内提升能量密度成为一个重要的研究课题。2月18日，远景动力在一篇新公开的实用新型专利中指出，当前的电池包的输出端都设置于电池包的顶部，占据了整个电池包的顶部空间，大量浪费了一部分空间，并提出了一种电池包，该电池包包括多个电芯堆叠体，通过改变堆叠方式，将输出端设置于电池包的端面能够降低顶部的空间空置率，提高能力密度。

相关专利：
CN215869677U电池包

八. 蜂巢能源

1.推出新型复合箔材料，使得动力电池能经得住针刺实验

动力电池的安全问题始终是制约动力电池在高能量、高功率领域应用的关键性因素。以锂离子电池为例，液态锂离子电池中采用有机碳酸酯类的液体电解质，易泄露，易燃烧，易爆炸，箔材采用铜铝箔，无法经受针刺，针刺后电池易起火爆炸，导致安全性不高。

2月15日，蜂巢能源在一件新公开的实用新型专利中提供了一种动力电池，通过采用复合箔材，在骨架10外侧包覆聚合物膜20与金属镀层30，从而使得复合箔材在针刺时，复合箔材上的电流增大，使得聚合物膜20熔断，电池内部由复合箔材与钢针形成的通路变成断路，切断继续反应的能力，从而提高动力电池的安全性。

相关专利：
CN215834574U一种复合箔材及动力电池

2.一种具有优秀电化学性能的钠离子电池正极材料

为了进一步提升电池的能量密度，整个行业将目光投向了钠离子电池。钠离子电池正极材料主要有聚阴离子化合物磷酸盐、三元过渡金属氧化物及有机类材料等；其中三元过渡金属氧化物采用过渡金属的掺杂以提高材料循环稳定性和倍率性能。

2月15日，蜂巢能源在一篇新公开的专利中提供了一种锰铁铜正极前驱体材料及其制备方法和应用。在此专利中，其通过共沉淀法制备得到了锰铁铜正极前驱体材料，克服了元素偏析导致的杂相生成，元素之间实现了原子级别的均匀分布，由专利所述方法前制备得到的钠离子正极材料结构稳定，具有较优的电化学性能。专利中提出的正极前驱体材料的化学式为MnXCuYFe1‑X‑Y(OH)3‑X‑Y，其中，0.3＜X＜0.45，0.1＜Y＜0.4

相关专利：
CN114050257A一种锰铁铜正极前驱体材料及其制备方法和应用

第二期完

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