【摘要】 电池性能提升-表征技术与知识产权转化

今年5月份，本次科学指南针联合智慧芽开展以“电池性能提升-表征技术与知识产权转化”为主题的联名讲座，我们邀请了电池技术领域的顶尖专家、知识产权专业顾问，与大家深入探讨电池性能提升的关键技术，内容涉及电池材料的关键表征技术及案例分享，电池的知识产权撰写、保护策略等。现针对两位老师的精彩内容进行了回顾，可戳后台领取回放视频&PPT资料！

 

课程一：电池材料研发过程中关键性表征技术

讲师介绍：

余昆朋

科学指南针创新研发中心首席技术专家

从事材料检测研发10余年，曾就职于SGS、华测、广电计量等国内外知名第三方检测公司，参与团体标准起草，获得四项检测相关发明专利，多次参加国家及国际学术会议并做汇报；擅长各类新能源材料研发检测，带领团队开发了上百项新能源材料测试方法。

 

科学指南针

 

本课程由余老师主讲，围绕电池材料研发中的关键表征技术展开。视频介绍了当前新能源领域的发展趋势及研发过程中材料表征的重要性，包括对材料结构、成分、掺杂和包覆的均匀性等进行分析。重点展示了通过氩离子切割、聚焦离子束扫描等先进技术，对正极材料、膜电极、极片孔隙率、单颗粒抗压强度等进行的案例分析。同时，还探讨了通过不同测试方法如电子探针、能谱分析等，提高表征的精度和效率，以助力企业研发和科研工作。

 

电池材料研发过程中的关键表征技术

1.电池材料研发过程中需要进行材料的表征，包括结构、成分、元素分布、掺杂和包覆等。

2.表征技术通过扫描电镜、透射电镜等方法来观察和分析材料内部的结构和特性。

3.这些技术对于研发过程中了解材料性能、优化材料设计至关重要。

 

正极材料的研发方向

1.正极材料的研发方向主要包括掺杂改性和工艺优化。

2.掺杂改性可以改善材料的电化学性能，提高电池容量和循环稳定性。

3.工艺优化包括颗粒形貌控制、元素分布优化等，以提升材料的整体性能。

 

科学指南针-新能源材料研发进展

 

表征技术在研发中的作用

1.表征技术是研发人员的“眼睛”，能够帮助了解材料的结构、成分及性能关系。

2.在研发过程中，表征技术对于了解材料内部结构、分析掺杂和包覆效果至关重要。

3.通过表征技术，可以评估材料的循环稳定性、晶体结构变化等重要性能指标。

 

负极材料的研发方向

1.负极材料的研发方向主要包括包覆技术和新型负极材料。

2.包覆技术可以提升负极材料的稳定性和循环性能，防止其在充放电过程中发生结构破坏。

3.新型负极材料如硅碳负极和锂金属负极具有更高的容量和更好的循环性能。

 

氩离子切割技术在形貌表征中的应用

1.氩离子切割技术是一种先进的形貌表征方法，能够制备出清晰平整的断面。

2.该技术适用于金属领域和锂电池颗粒的形貌观察，能够提供高分辨率的断面图像。

3.通过氩离子切割技术，可以清晰地观察到颗粒内部的晶界、裂纹和缺陷等情况。

 

氩离子束抛光制样-科学指南针

 

元素分布分析技术

1.元素分布分析技术能够揭示材料中元素的聚集情况和分布均匀性。

2.波谱仪（WDS）具有高分辨率，能够检测低含量元素，适用于正极材料的掺杂元素分析。

3.能谱仪（EDS）虽然分辨率较低，但适用于大量元素的快速分析，常用于筛选和初步分析。

 

聚焦离子束技术在材料内部结构分析中的应用

1.聚焦离子束（FIB）技术是一种微米级定位定点的分析手段，能够精确切割和观察单颗粒内部结构。

2.该技术适用于极片和正负极颗粒的内部结构分析，能够提供高分辨率的断面图像。

3.通过FIB技术，可以观察到碳层孔洞、包覆层厚度和均匀性等重要信息。

 

硅碳负极包覆层厚度观察-科学指南针

 

极片孔隙率变化分析

1.极片孔隙率的变化对电池性能、安全性和寿命有重要影响。

2.纳米CT技术能够测量极片孔隙率随厚度方向的变化，提供孔隙率分布和变化规律的信息。

3.通过数据处理，可以得到每一层的平均孔隙率，评估极片的质量控制和性能优化。

 

单颗粒抗压强度分析

1.单颗粒抗压强度是评估材料性能的重要指标之一。

2.通过压缩测试，可以测量单颗粒的抗压强度，了解不同工艺对颗粒强度的影响。

3.该技术适用于正负极材料和隔膜等材料的强度评估。

 

单颗粒抗压强度分析-科学指南针

 

固态电解质膜层分析

1.固态电解质膜层的厚度和成分分析对于评估电池性能至关重要。

2.通过SEM和FIB技术，可以测量SI膜和CI膜的厚度和成分分布。

3.使用SEI简单功能，可以得到膜层的深度剖面信息，了解膜层的组成和变化。

 

热失控和成分分析

1.热失控和成分分析是评估电池安全性能的重要手段。

2.通过气相色谱和核磁光谱等技术，可以分析电解液成分和杂质元素含量。

3.内标法用于溶剂和锂盐的定量分析，提高测试的准确性和可靠性。

 

电池热失控测试-科学指南针

 

杂质元素含量分析

1.杂质元素含量分析是评估材料纯度和性能的重要手段。

2.方法开发包括建立标准曲线、计算最低检出线、优化取样量等步骤。

3.前处理过程需要保证样品消解完全，避免干扰因素影响测试结果。

 

电解液成分分析-科学指南针

 

课程二：锂离子电池创新研发之路

讲师介绍：

赵蒙晰

智慧芽首席智慧官

10年新能源行业经验，先后从事电池行业研发和知识产权管理工作，以第一作者身份发表锂电池方向 sci论文2篇、国内论文1篇曾参与电池行业诉讼--宁德时代VS塔菲尔，曾主持包括蔚来ES8项目等多个知识产权布局与分析项目。

 

科学指南针

 

赵老师讲解了如何挖掘电池领域专利并撰写技术交底书，强调各岗位人员均可申请专利，纠正了专利误区，并通过案例说明了专利申请的多样性。他还介绍了技术交底书的五个关键部分及其写作要点。

 

电池领域技术人员与专利

1.电池领域技术人员包括研发人员、工艺人员、测试人员、设备开发人员和质量人员。

2.专利角度上的技术人员包括具备申请专利能力的人员，不仅限于传统意义上的研发人员。

3.财务岗位人员甚至其他非传统技术岗位的人员，如果具备技术方案，也可以成为专利技术人员。

电池领域的技术人员

 

专利申请的误区

1.专利申请不局限于博士或硕士，任何人都可以写专利。

2.专利产生不单是研发人员的专属，其他岗位人员也可以产生专利。

3.简单的产品或改进点也有专利价值。

4.专利不一定要实现，未实现的技术方案也可以申请专利。

5.专利不强调技术的先进性和实验性，可以在现有技术基础上进行组合或改进。

专利的作用

1.专利对企业的作用包括保护研发投入和成果、通过转让许可获得收益、积累无形资产、申报政府项目、支持高级别项目申报和科创板上市。

2.专利对个人的作用包括提升履历、申请职称、获得专利奖励、落户加分、客户加分、申报人才项目和上学加分。

 

专利挖掘的定义和中心思想

1.专利挖掘是对技术成果进行剖析、拆分、筛选及合理推测，得出技术创新点和专利申请技术方案的活动。

2.专利挖掘的中心思想是反复循环思考四个问题：别人是怎么做的？我为什么还要做？我是怎么做的？有什么好处？

3.这四个问题分别对应专利的三大要素：技术问题、技术方案和技术效果。

 

专利挖掘的三大要素

1.技术问题：包括产量低、操作复杂、存在安全隐患、成本高、生产效率低、性能差等。

2.技术方案：包括对技术特征的增加、减少、替换、改变或限缩。

3.技术效果：包括提高产量、简化操作、提高安全性、降低成本、提高生产效率、提高性能等。

 

 

专利挖掘的方法和口诀

1.加一加：将某些技术方案进行组合，构成新的技术方案。

2.换一换：要素替代，用其他已知要素替换原有要素。

3.改一改：改变现有技术的形状、尺寸、比例、位置和作用关系。

4.搬一搬：将某一技术领域的现有技术转用到其他技术领域，或借鉴其他领域的技术。

 

技术交底书的撰写

1.技术交底书的模板包括专利申请信息表和技术交底书主要内容。

2.专利类型包括发明专利、实用新型专利和外观设计专利。

3.发明名称应简单明确，字数不超过25字，不含非技术术语。

4.现有技术及其缺点应采用三段式写法：引出主题、描述现有技术和存在的问题。

5.发明点及其原理应包含最短的语句描述发明点，工作原理围绕发明点阐述。

6.具体实施方式应结合附图描述整个装置的总体结构，对不涉及改进的部件进行简要描述，重点描述改进点所涉及的部件。

7.材料类专利需描述具体的实验方案、制备方法、工艺流程和条件，并提供最优选的方案。

8.对比方案需具有现有技术的缺陷和不足，描述本发明的具体实施方案和对比方案的技术效果对比。

9.材料合成专利需提供至少一个表征图，表征图既可作为技术效果存在，也可作为权利要求中的技术特征。

 

如何撰写技术交底书

 

科学指南针的企业联名讲座系列汇聚各领域专家，为科研人群带来职业发展指导以及行业技术前沿知识。

科学指南针公司成立于 2014 年，以分析测试为核心，提供材料测试、环境检测、模拟计算、试剂耗材、行业解决方案等全方位科研服务矩阵。公司总部位于杭州，已在上海、南京、北京、广州、成都等城市建立了20个自营实验室，企业致力于为全球科研工作者提供专业、可靠的科研服务。

科学指南针新能源行业解决方案聚焦新能源材料领域，累计为1000多家能源企业提供形貌表征、结构分析、成分分析、元素分析、电学/物理/热学性能测试等方案服务。

 

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