[发明专利]一种石墨烯包覆蚕沙多级孔炭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蚕沙多级孔炭硫复合正极材料及其制备方法。先将蚕沙与ZnCl₂混合置于高温管式炉中，在保护气体下加热反应得到蚕沙多级孔炭SPCH；然后倒入硫粉使之不与SPCH直接接触；抽真空、密封后放入烘干箱，升温反应得到SPCH/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SPCH/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‑SPCH/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

1.一种石墨烯包覆蚕沙多级孔炭硫复合正极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，(1) 蚕沙多级孔炭的制备：将蚕沙与ZnCl2粉末混合，置于高温管式炉中，通保护气体吹扫后，加热反应得到蚕沙多级孔炭SPCH；(2) 蚕沙多级孔炭上载硫：先将蚕沙多级孔炭放入石英管中，再倒入硫粉进石英管中，不与蚕沙多级孔炭直接接触；抽真空、密封后放入烘干箱，升温至120～160℃，然后恒温保持8～20 h后取出自然冷却至室温，得到SPCH/S1复合材料；(3)二次载硫：将SPCH/S1复合材料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2～5 h，离心过滤后，再烘干得到蚕沙多级孔复合硫正极材料SPCH/S；(4) 石墨烯包覆过程：将蚕沙多级孔复合硫正极材料SPCH/S置于氧化石墨烯的水溶液中，蚕沙多级孔复合硫正极材料SPCH/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，得到石墨烯包覆蚕沙多级孔炭硫复合正极材料G‑SPCH/S；该材料在1.0 C下放电容量高达1000 mAh/g以上，且在1.0 C下循环200圈后的放电比容量高达800mAh/g以上，容量保持率高达90%以上。