[发明专利]一种石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料及制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料及制备方法。先将蚕沙与KOH混合置于高温管式炉中，在保护气体下加热反应得到微孔蚕沙SPCM；然后倒入硫粉使之不与SPCM直接接触；抽真空、密封后放入烘干箱，升温反应后取出，得到SPCM/S1复合材料；再将其置于硫代硫酸钠溶液中静置，再滴加盐酸溶液进行化学沉积二次载硫反应2～5h，离心过滤后，在烘干得到SPCM/S复合材料；再将其与氧化石墨烯包覆通过微波辐射还原得到G‑SPCM/S复合硫正极。本发明采用真空‑蒸汽法、化学溶液沉积法对硫进行负载，可显著提高硫在载体上吸附作用力和均匀分散度，石墨烯包覆后，又可提高电池循环寿命。

主权项

1.一种石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料，其特征在于，该材料在1.0 C下放电容量高达990‑1020 mAh/g，且在1.0 C下循环200圈后的放电比容量高达880 mAh/g以上，容量保持率高达90%以上；其制备方法包括如下步骤，(1) 微孔蚕沙的制备：将蚕沙与KOH粉末混合，置于高温管式炉中，通保护气体吹扫后，加热反应得到微孔蚕沙SPCM；(2) 微孔蚕沙上载硫：先将微孔蚕沙放入石英管中，再倒入硫粉进石英管中，不与微孔蚕沙直接接触；抽真空、密封后放入烘干箱，升温至120～160 ºC，然后恒温保持8～20 h后取出自然冷却至室温，得到SPCM/S1复合材料；(3)二次载硫：将SPCM/S1复合材料置于硫代硫酸钠溶液，静置，再滴加盐酸溶液进行化学沉积二次载硫反应2～5 h，离心过滤后，烘干得到微孔蚕沙复合硫正极材料SPCM/S；(4) 石墨烯包覆过程：将SPCM/S复合材料置于氧化石墨烯的水溶液中，SPCM/S和氧化石墨烯的质量比在5‑19 : 1，搅拌混合后，置于微波反应器中加热反应，得到石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料G‑SPCM/S。