■ 信息来源：国家知识产权局
小编从国家知识产权局获悉，中国第一汽车股份有限公司一项国家发明专利“一种磷酸铁锂导电气凝胶及其制备方法和应用”于2024年12月3日公布，专利申请号为202411359780.9，专利申请日为2024年9月27日。
本发明提供了一种磷酸铁锂导电气凝胶及其制备方法和应用，涉及锂离子电池技术领域。具体而言，配制包含磷酸铁锂、导电剂、分散剂的悬浮液，将所述悬浮液进行除泡处理和热处理，得到凝胶前驱体；将所述凝胶前驱体进行透析处理和冷冻干燥处理，得到磷酸铁锂导电气凝胶。本发明制得的磷酸铁锂导电气凝胶可以作为自支撑正极，具有优异的电化学性能及结构稳定性，解决了磷酸铁锂本征电导率低、快充性能不足的问题，同时能够有效避免导电剂团聚，增强结构稳定性，同时提升正极材料的循环与存储寿命，有效改善了磷酸铁锂气凝胶用于正极时的诸多缺陷，具有良好的应用前景。
背景技术：
磷酸铁锂具有良好电性能和极高的安全性，是最具应用前景的锂离子动力电池正极材料之一。但是磷酸铁锂由于其锂离子扩散系数低、本征导电率差，在当前高倍率充电要求的应用场景下受限。当前的解决办法主要有以下两种：其一，磷酸铁锂颗粒纳米化，增大材料比表面积，缩短锂离子和电子的迁移路径，提升其充放电速度；其二，磷酸铁锂表面进行碳包覆改性，或增加配方中导电剂的含量配比提升其导电性。然而，磷酸铁锂纳米化无法改变其本征电导率低的特性，且过量的导电剂容易团聚，缩短电芯寿命，不利于容量发挥。
CN107170977A公开了一种磷酸铁锂/石墨烯复合材料的制备方法。通过将三维还原氧化石墨烯在含铁源、磷酸根源、锂源和还原剂的浸泡液中浸泡，冷冻干燥后在惰性气体保护下预分解、焙烧后得到。本发明制备的磷酸铁锂/石墨烯复合材料应用于锂离子电池，具有高容量、循环寿命长、低成本以及易大规模生产等优异性能。但是，这种制备工艺属于常规煅烧法，具有正极材料分散性不均一、机械强度不足的固有缺陷，制备得到的复合材料仍需与集流体复合后用于正极。现有技术也对上述缺陷进行了进一步改进，如在电极材料中引入气凝胶结构。
CN106920931A公开了一种石墨烯气凝胶负载介孔磷酸铁锂纳米片复合材料的制备方法。通过将合适浓度的石墨烯氧化物溶液依次经水热反应、冷却、干燥，制得石墨烯气凝胶；再将磷酸根源、铁源、锂源按合适的摩尔比制得混合溶胶；再在石墨烯气凝胶表面滴加溶胶至吸附饱和、干燥，得到凝胶前驱体；最后通过高温煅烧得到石墨烯气凝胶负载介孔磷酸铁锂纳米片复合材料。本发明工艺过程简单，制得的材料具有优异的比容量、倍率及循环性能。但是，在本方法中为保障其吸液效率，导致石墨烯用量在正极材料中占比极高，不利于正极材料容量发挥且缩短循环寿命；而且，磷酸铁锂在石墨烯气凝胶框架内合成，煅烧过程中容易对气凝胶结构造成破坏，不易于维持整体结构稳定性。
CN108232180A公开了一种石墨烯/二氧化钛/磷酸铁锂气凝胶电池正极材料电池正极材料及其制备方法。该材料以纳米石墨烯为核体，先负载上纳米二氧化钛，然后再包覆磷酸铁锂层，最后经过陈化和干燥处理，得到石墨烯/二氧化钛/磷酸铁锂气凝胶电池正极材料。该正极材料具有超低密度、超大孔隙、超大内表面积、超低导热性、超低声速以及优异的热稳定性和机械性能，更具有柔韧性、高强度、高耐热、高导电性、高比容量、高倍率特性、快速充放电和长循环寿命，可在电池、催化、航天、先进材料等领域得到广泛的运用。但是，经过实际生产测试发现，由于其合成条件复杂、原料要求高，导致其三层包覆结构可能并非如构想般顺利获得，具有产品合格率低、质量稳定性不高的缺陷。
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