(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111571383.4 (22)申请日 2021.12.21 (71)申请人 杭州华宏通信设备有限公司 地址 311401 浙江省杭州市富阳区东洲街 道东洲工业功能 区七号路17号 (72)发明人 谭建华　华一峰　吴家甫　吴永明　 (74)专利代理 机构 杭州杭诚专利事务所有限公 司 33109 专利代理师 尉伟敏 (51)Int.Cl. H01M 4/62(2006.01) H01M 4/131(2010.01) H01M 4/1391(2010.01) H01M 4/58(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种碳覆多孔Cr-Cu合金/磷酸铁锂正极及 其制备方法 (57)摘要 本发明涉及一种锂电池正极， 公开了一种碳 覆多孔Cr‑Cu合金/磷 酸铁锂正 极及其制备方法， 碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极包括质量份 数为10‑20份的聚偏氟乙烯、 10 ‑20份的碳纳米 管 和40‑60份的碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂； 本 发明使用碳和多孔Cr ‑Cu合金对磷酸铁锂表面进 行改性， 显著提高了磷酸铁锂正 极材料的导电性 能、 循环性能和安全性能； 多 孔Cr‑Cu合金具备高 导电性、 高韧性， 包覆在磷酸铁锂表面后， 可在磷 酸铁锂表面形成高弹性多孔Cr ‑Cu合金外壳， 这 层外壳可缓冲磷酸铁锂脱锂后发生的体积形变， 减缓磷酸铁锂电池多次循环后电池的形变破损 速度， 显著增加磷酸铁锂电池的循环 性能和安全 性能。 权利要求书1页 说明书5页 CN 114551880 A 2022.05.27 CN 114551880 A 1.一种碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极， 其特征是， 所述碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸 铁锂正极包括质量份数为10 ‑20份的聚偏氟乙烯、 10 ‑20份的碳纳米管和40 ‑60份的碳覆多 孔Cr‑Cu合金/磷酸铁锂。 2.一种碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极， 其特征是， 所述碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸 铁锂的粒径为5 60‑980nm。 3.一种如权利要求1 ‑2任一所述的一种碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极的制备方 法， 其特征是， 包括以下步骤： （1） 将Cr ‑Cu合金浸泡于丙酮溶液中， 浸泡时间1 ‑3h， 浸泡后干燥备用； 再将Cr ‑Cu合金 球磨制成Cr ‑Cu合金粉末， 球磨过程中加 入保护剂， 球磨转速为1000 ‑1800r/min， 球磨时间 为30‑60min， 球磨次数为 4‑12次； （2） 将Cr ‑Cu合金粉末与氯化铵颗粒按比例混匀， 混匀后压铸成生坯， 将生坯置于真空 下烧结， 先逐步升温至300 ‑400℃恒温烧结2 ‑3h， 释放产生的气体， 再继续升温至850 ‑950℃ 恒温烧结4 ‑6h， 冷却制得多孔Cr ‑Cu合金； （3） 将多孔Cr ‑Cu合金球磨制成多孔Cr ‑Cu合金粉末， 按比例将多孔Cr ‑Cu合金、 磷酸铁 锂和碳源 溶液混合干燥制得碳源包膜多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂共混物， 再将碳源包膜多孔 Cr‑Cu合金/磷酸铁锂共混物置于惰性气体氛围下煅烧制得碳包覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁 锂正极材 料； （4） 按比例将聚偏氟乙烯、 碳纳米管、 NMP和碳包覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极材料 混合制成导电浆液， 再将导电浆液涂敷于集 流体上干燥辊压制成正极片。 4.根据权利要求3所述的一种碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极材料的制备方法， 其 特征是， 所述Cr ‑Cu合金中Cr的质量分数为0.3 ‑0.8％， 所述步骤 （1） 中Cr ‑Cu合金粉末的粒 径为70‑100nm。 5.根据权利要求3所述的一种碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极材料的制备方法， 其 特征是， 所述步骤 （1） 中的保护剂选自丙酮、 乙醇、 甲醇、 乙二胺和二甲亚砜的一种或几种。 6.根据权利要求3所述的一种碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极材料的制备方法， 其 特征是， 所述步骤 （2） 中Cr ‑Cu合金与氯化铵的体积比为1 ‑2： 3‑4。 7.根据权利要求3所述的一种碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极材料的制备方法， 其 特征是， 所述步骤 （3） 中的碳源选自聚乙二醇、 葡萄糖、 蔗糖、 果糖、 柠檬酸和抗坏血酸一种 或几种。 8.根据权利要求3所述的一种碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极材料的制备方法， 其 特征是， 所述步骤 （3） 中煅烧温度为6 00‑700℃， 煅烧时间为2 ‑5h。 9.根据权利要求3所述的一种碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极材料的制备方法， 其 特征是， 所述步骤 （3） 中惰性气体选自氩气、 氮气和氡气的一种或几种。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114551880 A 2一种碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及一种锂电池正极， 尤其是涉及一种碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极 及其制备 方法。 背景技术 [0002]磷酸铁锂是锂离子电池的正极材料成分， 其化学式为LiFeP O4， 其晶胞结构为橄榄 石结构； 磷酸铁锂作为锂离子电池正极具有不含有贵重金属， 原料低廉， 资源广， 电池性能 高， 结构稳定， 安全性好， 高温性能和热稳定性能明显高于已知的其他正极材料等优点， 被 广泛应用于制备各种锂离子电池， 但磷酸铁锂具有导电性低、 堆积密度低的缺点， 因此现有 技术中通过多种方式对 磷酸铁锂进行优化。 [0003]如公开号CN112751003A， 公开了一种碳包覆磷酸铁锂及其制备方法、 磷酸铁锂正 极片、 磷酸铁理电池， 包括如下步骤： 配置氧化石墨烯分散液； 将乙二肢四乙酸与硝酸铁混 合搅拌后静置， 得到含有络合物的溶液； 将含有络合物的溶液与氧化石墨烯分散液混合搅 拌， 得到泪合液； 对磷酸铁锂进行球磨， 然后喷雾造粒得到微米磷酸铁锂； 将所得微米磷酸 铁锂加入至 混合液中， 搅拌后静置； 将混合物转移至水热反应釜中进 行水热反应， 完成后取 出自然冷却、 过 滤及沥干即得碳包覆磷酸铁锂。 [0004]再如公开号CN113451548A， 公开了一种磷酸铁锂正极片及制备方法、 磷酸铁锂锂 离子电池， 磷酸铁锂正极片含有磷酸铁锂颗粒， 磷酸铁锂颗粒中， 以颗粒数量计， 粒径在50 ‑ 500nm范围内的磷酸铁锂颗粒占70 ‑90％， 粒径大于500nm且小于1000nm的磷酸铁锂颗粒占 5‑20％， 粒径在1 ‑10Jlm范围内的磷酸铁锂颗粒占2 ‑10％； 本公开通过对一定粒径和比例范 围内的磷酸铁锂颗粒进行压实， 制备得到了具有超高压实密度的磷酸铁锂正极片， 并且由 该磷酸铁锂正极片制备 得到的磷酸铁锂电池具有较高的能量密度和优异的循环性能。 [0005]虽然现有技术方案通过多种措施优化磷酸铁锂正极材料的性能， 但其制备的锂离 子电池仍然存在导电性差， 且磷酸铁锂在使用后产生体积膨胀， 导致电池内部发生变形， 易 发生内短路风险， 降低了电池的安全性。 因此需要提供一种 碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂 正极及其制备 方法以解决此问题。 发明内容 [0006]针对现有技术方案的缺陷， 本发明提出了一种碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极 及其制备方法， 通过碳和多孔Cr ‑Cu合金表面改性磷酸铁锂， 显著增加磷酸铁锂的导电性 能， 同时多孔Cr ‑Cu合金具备高韧性， 可缓冲磷酸铁锂在多次使用后的膨胀形变， 显著增加 了锂离子电池的安全性能和循环性能。 [0007]为了实现上述目的， 本发明采用以下技 术方案： 一种碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极， 所述碳覆多孔Cr ‑Cu合金/磷酸铁锂正极 包括质量份数为10 ‑20份的聚偏氟乙烯、 10 ‑20份的碳纳米管和40 ‑60份的碳覆多孔Cr ‑Cu合 金/磷酸铁锂。说　明　书 1/5 页 3 CN 114551880 A 3