(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111515698.7 (22)申请日 2021.12.13 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114242951 A (43)申请公布日 2022.03.25 (73)专利权人 广东省科 学院新材 料研究所 地址 510000 广东省广州市天河区长兴 路 363号 (72)发明人 谢迎春　赵仕杰　马扬洲　殷硕　 黄仁忠　邓畅光　王昊　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 专利代理师 宋南 (51)Int.Cl. H01M 4/139(2010.01) H01M 4/36(2006.01) H01M 4/52(2010.01) H01M 4/62(2006.01) H01M 4/66(2006.01)H01M 10/0525(2010.01) C23C 4/129(2016.01) C23C 4/04(2006.01) C23C 4/14(2016.01) C23C 4/02(2006.01) (56)对比文件 CN 105665171 A,2016.0 6.15 CN 108504976 A,2018.09.07 Jong-Gun Le e等.“Stable High -Capacity Lithium I on Battery Anodes Produced by Supersonic Spray Depositi on of Hematite Nanoparticles and Self- Healing Reduced Graphene Oxide ”. 《Electroc himica Acta》 .2017,第2 28卷第604-610页. Adnan Al i等.“Effect of Synthesis o n Performance of MX ene/Iron Oxide An ode Material for L ithium-I on Batteries”. 《Langmuir》 .2018,第34卷(第38 期),第11325- 11334页. 审查员 尹婕 (54)发明名称 氧化铁-石墨烯复合柔性电极及其制备方法 和锂电池 (57)摘要 本发明公开了一种氧化铁 ‑石墨烯复合柔性 电极及其制备方法和锂电池。 其中， 氧化铁 ‑石墨 烯复合柔性电极是利用磁辅助超音速火焰喷涂 技术将氧化铁 ‑石墨烯复合粉末喷涂到铜基体表 面， 再经压片剪切得到氧化铁 ‑石墨烯复合柔性 电极。 通过使用磁辅助超音速火焰喷涂技术， 在 电场力和磁场力的双重作用下， 氧化铁 ‑石墨烯 复合粉末受到洛伦兹力而加速， 不仅提高了氧化 铁‑石墨烯复合粉末与铜基体的粘结性， 还让更 多的氧化铁 ‑石墨烯复合粉末沉积在铜基底上， 显著提高了氧化铁 ‑石墨烯复合柔性电极的致密 度， 使电极不 易粉化， 体现出良好的电化学性能。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 114242951 B 2022.08.23 CN 114242951 B 1.一种氧化铁 ‑石墨烯复合 柔性电极的制备 方法， 其特 征在于， 包括： 利用磁辅助超音速火焰 喷涂技术将氧化铁 ‑石墨烯复合粉末喷涂到铜基体表面， 得到 氧化铁‑石墨烯复合涂层电极片； 所述磁辅助超音速火焰 喷涂技术是以超音速火焰喷枪对钕铁硼永磁体表面的铜基体 进行喷涂； 所述钕铁硼永磁 体的剩磁Br=  1.2～1.5 T， 矫顽力H c= 870～1000 kA/m； 所述超音速火焰喷枪的工艺参数包括： 铜基体表面与超音速火焰喷枪的相对线速度 为： 1000～1200mm/s， 喷涂距离为： 300～320mm， 氧气流量为： 180～200L/min、 丙烷流量为： 40～50L/min、 压缩空气流 量为： 300～320L/mi n、 送粉速率 为： 30～33g/min； 所述氧化铁 ‑石墨烯复合粉末的制备方法包括： 将氧化铁粉末和石墨烯粉末加入球磨 罐中与去离 子水混合， 进行球磨处 理， 并干燥， 得到氧化铁 ‑石墨烯复合粉末。 2.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述超音速火焰喷枪的喷射方向与 所 述铜基体表面垂直， 所述超音速火焰喷枪的移动方向与所述铜基体表面平行； 所述喷枪的 移动速度为10～3 0mm/s。 3.根据权利要求2所述的制备方法， 其特征在于， 所述氧化铁粉末与 所述石墨烯粉末的 质量比为1:0.5～1。 4.根据权利要求2所述的制备方法， 其特征在于， 所述氧化铁粉末的粒径为100~500nm， 所述石墨烯粉末的粒径为1～10 μm。 5.根据权利要求2所述的制备方法， 其特征在于， 所述去离子水的加入量为100～ 200mL。 6.根据权利要求2所述的制备方法， 其特征在于， 所述球磨转速为100～300rpm， 球磨时 间为2～5h。 7.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于， 所述干燥 为喷雾干燥。 8.根据权利要求7所述的制备方法， 其特征在于， 所述喷雾干燥包括， 使用喷雾干燥机 对所述球磨处 理得到的氧化铁 ‑石墨烯混合溶 液进行喷雾 干燥。 9.根据权利 要求7所述的制备方法， 其特征在于， 喷雾干燥的温度为150～200  ℃， 进样 速率为10～30%。 10.根据权利要求7所述的制备方法， 其特征在于， 喷雾干燥后， 得到所述氧化铁 ‑石墨 烯复合粉末的粒径为0.5～ 2 μm。 11.根据权利要求2所述的制备方法， 其特征在于， 铜基体在进行磁辅助超音速火焰喷 涂前， 还包括将所述铜基 体进行预处理； 所述预处 理包括将铜基 体用酒精 清洗并干燥。 12.根据权利要求11所述的制备方法， 其特征在于， 所述铜基体为铜箔片， 所述铜箔片 为四边形， 边长为9~11mm， 厚度为0.0 3～0.1mm。 13.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 还包括将氧化铁 ‑石墨烯复合涂层电 极片进行压片剪切， 得到氧化铁 ‑石墨烯复合 柔性电极。 14.根据权利要求13所述的制备方法， 其特征在于， 所述氧化铁 ‑石墨烯复合涂层电极 片的涂层厚度为10 0～500um。 15.根据权利要求13所述的制备方法， 其特征在于， 所述压片剪切是使用压片机进行压权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114242951 B 2片， 并剪切成圆形电极片。 16.根据权利要求15所述的制备 方法， 其特 征在于， 所述圆形电极片的直径为12~14mm。 17.根据权利要求15所述的制备 方法， 其特 征在于， 所述圆形电极片的直径为13m m。 18.一种氧化铁 ‑石墨烯复合柔性电极， 其特征在于， 采用如权利要求1~17任一项所述 的制备方法制备 得到。 19.一种锂电池， 其特征在于， 采用 如权利要求18所述的氧化铁 ‑石墨烯复合柔性电极 作为负极。 20.根据权利要求19所述的锂电池， 其特征在于， 所述锂电池的正、 负极壳型号为 CR2025， 隔膜为聚丙烯薄膜， 电解液为碳酸乙烯： 碳酸二乙酯为1:1  vol%的溶液中， 混合了 浓度为1M的六氟磷酸锂， 电解液中的添加剂为10%的碳 酸氟乙烯。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114242951 B 3