Apple está trabajando con el gobierno de EE. UU. en la tecnología de baterías de iones de litio para aplicaciones de consumo, médicas, aeroespaciales y otras.

Hoy, la Oficina de Marcas y Patentes de EE. UU. publicó una solicitud de patente de Apple que, sin duda, es diferente. Esta etapa inicial de esta invención se cubrió en un informe de IP que publicamos en febrero de 2021 titulado "Apple está trabajando con el gobierno de EE. UU. en nuevos recubrimientos para materiales activos de cátodo para baterías móviles y más". Hoy, otro aspecto de este proyecto/invención fue publicado por la Oficina de Patentes de los Estados Unidos. La invención de Apple incluye el apoyo del gobierno de EE. UU. bajo la Propuesta WFO No. 85C85. Esta invención se realizó bajo un CRADA 1500801 entre Apple Inc. y Argonne National Laboratory operado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos. Se observa que el gobierno de los EE. UU. tiene ciertos derechos sobre la invención.

La patente de hoy amplía el trabajo original de Apple, como se indicó anteriormente, con un nuevo enfoque relacionado conAditivos sinérgicos para baterías de iones de litio de alto volumen.

En los antecedentes de patentes de Apple, señalan que las baterías de iones de litio se utilizan ampliamente como fuentes de energía en la electrónica de consumo. Los productos electrónicos de consumo necesitan baterías de iones de litio que puedan proporcionar densidades de energía volumétrica más altas y soportar más ciclos de carga y descarga. Una batería de iones de litio normalmente funciona con un voltaje de hasta 4,45 V (voltaje de celda completa).

El ciclo de vida de una batería puede deteriorarse debido a la inestabilidad de la estructura del cátodo y la degradación del electrolito. La estabilidad del material del cátodo se puede mejorar mediante la modificación de LiCoO2, como el dopado y el recubrimiento superficial. Se ha logrado un progreso limitado en el desarrollo de electrolitos que pueden permitir altas densidades de energía volumétrica y ciclos de vida prolongados de la batería. La mayoría de los electrolitos existentes tienen poca capacidad para formar una interfase cátodo-electrolito (CEI) y/o SEI estable, lo que lleva a un rápido crecimiento de la impedancia interfacial y una disminución de la capacidad.

El resumen de la patente de Apple que se presenta a continuación solo puede ser apreciado por ingenieros y científicos que trabajan en el campo de la tecnología de baterías. Para nosotros, simples mortales, este dialecto de ingeniería está estrechamente relacionado con el vulcanés.

En un primer aspecto, la descripción se refiere a un fluido electrolítico que incluye borato de tris(trimetilsililo) (TMSB), pro-1-eno-1, 3-sultona (PES) y metanodisulfonato de metileno (MMDS).

En un segundo aspecto, la descripción se refiere a un fluido electrolítico que incluye TMSB, carbonato de fluoroetileno (FEC), butano sultona (BS) y PES.

En un tercer aspecto, la descripción se refiere a un fluido electrolítico que incluye TMSB, FEC, propano sultona (PS) y LiBF4.

En un cuarto aspecto, el fluido electrolítico puede incluir una sal electrolítica seleccionada de LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiSO3CF3, LiN(SO2F )2, LiN(SO.sub.2CF.sub.3)2, LiBC.sub.4O.sub.8, Li[PF.sub.3(C.sub.2CF.sub.5 )3], LiC(SO2CF3)3 y una combinación de los mismos. En algunas variaciones, la sal es LiPF6.

En un quinto aspecto, el fluido electrolítico puede incluir un solvente seleccionado de carbonato de propileno (PC), carbonato de etileno (EC), carbonato de dimetilo (DMC), carbonato de dietilo (DEC), carbonato de etilmetilo (EMC), propionato de etilo (EP ), butirato de butilo (BB), acetato de metilo (MA), butirato de metilo (MB), propionato de metilo (MP), carbonato de propileno (PC), acetato de etilo (EA), propionato de propilo (PP), propionato de butilo (BP), acetato de propilo (PA), acetato de butilo (BA) y una combinación de los mismos. En algunas variaciones, el solvente se selecciona de PC, EC, PP, EP y una combinación de los mismos. En algunas variaciones, el solvente comprende PC, EC, PP y EP.

En un sexto aspecto, el fluido electrolítico incluye un aditivo seleccionado de difluoro (oxalato) borato de litio (LiDFOB), carbonato de vinil etileno (VEC), propano sultona (PS), carbonato de fluoroetileno (FEC), succinonitrilo (SN), carbonato de vinilo ( VC), adiponitrilo (ADN), etilenglicol bis(2-cianoetil)éter (EGPN) y/o 1,3,6-hexanotricarbonitrilo (HTCN), y una combinación de los mismos. En algunas variaciones, el aditivo se selecciona de PS, FEC, SN, HTCN y una combinación de los mismos. En algunas variaciones, el aditivo incluye PS, FEC, SN y HTCN.

En un séptimo aspecto, la invención se refiere a una celda de batería. La celda de batería puede incluir un cátodo que tiene un material activo de cátodo dispuesto en un colector de corriente de cátodo y un ánodo que tiene un material activo de ánodo dispuesto en un colector de corriente de ánodo. El ánodo está orientado hacia el cátodo de manera que el material activo del ánodo se enfrenta al material activo del cátodo. Se dispone un separador entre el material activo del cátodo y el material activo del ánodo. Un fluido de electrolito como se describe aquí se dispone entre el cátodo y el ánodo.

Patente de Apple FIG. 1 es una vista desde arriba de una celda de batería; HIGO. 2 es una vista en perspectiva de una celda de batería. La celda de batería #100 puede corresponder a una celda de batería de iones de litio o polímero de litio quese utiliza para alimentar un dispositivo utilizado en una aplicación de consumo, médica, aeroespacial, de defensa y/o de transporte.

Posteriormente, la patente enumera además que estas baterías podrían usarse con un dispositivo electrónico portátil, como una computadora portátil, una tableta, un teléfono móvil, un asistente digital personal (PDA), una cámara digital y/o un reproductor multimedia portátil.

Patente de Apple FIG. 3A anterior muestra un gráfico de retención de energía en función del número de ciclos para baterías de iones de litio a 25 °C con aditivos de fluido electrolítico LiDFOB y PS (302), LiDFOB, PS, PES y MMDS (304), LiDFOB, PS , PES, MMDS y TMSB (306).

Patente FIG. 3B representa un gráfico de retención de energía en función del número de ciclos para baterías de iones de litio a 45 °C con aditivos de fluido electrolítico LiDFOB y PS (302), LiDFOB, PS, PES y MMDS (304), LiDFOB, PS, PES, MMDS y TMSB (306).

Patente FIG. 3C representa un gráfico de crecimiento de RSS de relajación en función del número de ciclos para baterías de iones de litio al 20 % de estado de carga (SOC) a 25 °C con aditivos de fluido electrolítico LiDFOB y PS (302), LiDFOB, PS, PES, y MMDS (304), LiDFOB, PS, PES, MMDS y TMSB (306).

Patente FIG. 3D representa un gráfico de crecimiento de RSS de relajación de SOC del 20 % en función del número de ciclos para baterías de iones de litio al 20 % de carga y 45 °C con aditivos de fluido electrolítico LiDFOB y PS (302), LiDFOB, PS, PES y MMDS (304), LiDFGB, PS, PES, MMDS y TMSB (306).

Para más detalles, revise la solicitud de patente de Apple número US 20230108353.

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Publicado por Jack Purcher el 6 de abril de 2023 a las 09:46 en 1A. Solicitudes de patentes, dispositivos, componentes | Enlace permanente | Comentarios (0)