Apple sta collaborando con il governo degli Stati Uniti sulla tecnologia delle batterie agli ioni di litio per applicazioni di consumo, mediche, aerospaziali e di altro tipo

Oggi l'Ufficio Brevetti e Marchi degli Stati Uniti ha pubblicato una domanda di brevetto di Apple che è sicuramente diversa. Questa fase iniziale di questa invenzione è stata trattata in un rapporto sulla proprietà intellettuale che abbiamo pubblicato nel febbraio 2021 intitolato "Apple sta lavorando con il governo degli Stati Uniti su nuovi rivestimenti per materiali catodici attivi per batterie mobili e oltre". Oggi un altro aspetto di questo progetto/invenzione è stato pubblicato dall'Ufficio Brevetti statunitense. L'invenzione di Apple include il sostegno del governo statunitense nell'ambito della proposta WFO n. 85C85. Questa invenzione è stata realizzata ai sensi di un CRADA 1500801 tra Apple Inc. e Argonne National Laboratory gestito per il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. Va notato che il governo degli Stati Uniti ha determinati diritti sull'invenzione.

Il brevetto odierno estende il lavoro originale di Apple, come indicato sopra, con un nuovo focus relativo aAdditivi sinergici per batterie agli ioni di litio ad alto volume.

Nel contesto dei brevetti di Apple si nota che le batterie agli ioni di litio sono ampiamente utilizzate come fonti di energia nell'elettronica di consumo. L’elettronica di consumo necessita di batterie agli ioni di litio in grado di fornire densità di energia volumetrica più elevate e sostenere più cicli di scarica-carica. Una batteria agli ioni di litio funziona normalmente con una tensione fino a 4,45 V (tensione di cella completa).

Il ciclo di vita della batteria può deteriorarsi a causa dell'instabilità della struttura del catodo e del degrado dell'elettrolita. La stabilità del materiale catodico può essere migliorata mediante la modifica di LiCoO.sub.2 come il drogaggio e il rivestimento superficiale. Sono stati compiuti progressi limitati nello sviluppo di elettroliti che possano consentire sia elevate densità di energia volumetrica che una lunga durata del ciclo della batteria. La maggior parte degli elettroliti esistenti soffre di una scarsa capacità di formare interfasi catodo-elettrolita (CEI) e/o SEI stabili, con conseguente rapida crescita dell'impedenza interfacciale e decadimento della capacità.

Il riepilogo dei brevetti Apple presentato di seguito potrebbe essere apprezzato solo da ingegneri e scienziati che lavorano nel campo della tecnologia delle batterie. Per noi comuni mortali questo dialetto ingegneristico è strettamente imparentato con il vulcaniese.

In un primo aspetto, la divulgazione è diretta a un fluido elettrolitico comprendente tris(trimetilsilil)borato (TMSB), pro-1-ene-1, 3-sultone (PES) e metilene metandisolfonato (MMDS).

In un secondo aspetto, la divulgazione è diretta a un fluido elettrolitico comprendente TMSB, fluoroetilene carbonato (FEC), butano sultone (BS) e PES.

In un terzo aspetto, la divulgazione è diretta a un fluido elettrolitico che comprende TMSB, FEC, propano sultone (PS) e LiBF.sub.4.

In un quarto aspetto, il fluido elettrolitico può includere un sale elettrolitico selezionato tra LiPF.sub.6, LiBF.sub.4, LiClO.sub.4, LiSO.sub.3CF.sub.3, LiN(SO.sub.2F ).sub.2, LiN(SO.sub.2CF.sub.3).sub.2, LiBC.sub.4O.sub.8, Li[PF.sub.3(C.sub.2CF.sub.5 ).sub.3], LiC(SO.sub.2CF.sub.3).sub.3, e una loro combinazione. In alcune varianti, il sale è LiPF.sub.6.

In un quinto aspetto, il fluido elettrolitico può includere un solvente selezionato tra carbonato di propilene (PC), carbonato di etilene (EC), dimetil carbonato (DMC), dietil carbonato (DEC), etil-metil carbonato (EMC), etil propionato (EP ), butil butirrato (BB), acetato di metile (MA), butirrato di metile (MB), metil propionato (MP), carbonato di propilene (PC), acetato di etile (EA), propil propionato (PP), butil propionato (BP), acetato di propile (PA), acetato di butile (BA) e una loro combinazione. In alcune varianti, il solvente è selezionato tra PC, EC, PP, EP e una loro combinazione. In alcune varianti, il solvente comprende PC, EC, PP ed EP.

In un sesto aspetto, il fluido elettrolitico include un additivo selezionato tra difluoro(ossalato)borato di litio (LiDFOB), vinil etilene carbonato (VEC), propano sultone (PS), fluoroetilene carbonato (FEC), succinonitrile (SN), vinil carbonato ( VC), adiponitrile (ADN), etilenglicole bis(2-cianoetil)etere (EGPN) e/o 1,3,6-esanetricarbonitrile (HTCN) e una loro combinazione. In alcune varianti, l'additivo è selezionato tra PS, FEC, SN, HTCN e una loro combinazione. In alcune varianti, l'additivo include PS, FEC, SN e HTCN.