[发明专利]石墨烯包覆硫/多孔碳复合正极材料的水热制备方法

摘要

石墨烯包覆硫/多孔碳复合材料的水热制备方法，它涉及用于锂-硫二次电池正极材料的石墨烯包覆硫/多孔碳复合材料的制备方法。本发明是要解决现有的锂硫电池正极材料石墨烯包覆的含硫复合材料的电化学性能低的技术问题。本发明的水热制备方法：将硫/多孔碳复合材料与石墨烯浆料或者氧化石墨烯浆料混合分散后水热合成制得水凝胶柱，经干燥后制得。采用本发明水热方法制得的石墨烯包覆硫/多孔碳复合材料是在硫/多孔碳复合材料颗粒的外表面包覆石墨烯片层，并在颗粒之间形成石墨烯导电网络，所得的石墨烯包覆硫/多孔碳复合材料具备分级核-壳结构。该正极材料具备高比容量、长循环寿命和良好的高倍率性能。可用于锂二次电池中做正极材料。

主权项

石墨烯包覆硫/多孔碳复合正极材料的水热制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、制备石墨烯浆料：所述石墨烯浆料由石墨烯和水组成，石墨烯片层在浆料中均匀地分散；其中，该石墨烯浆料的含水量为90％～99.99％；二、制备硫/多孔碳复合材料，其中多孔碳材料由活性炭、石墨烯、炭黑、碳纳米管、模板多孔碳、碳纤维、碳气凝胶、碳化物衍生碳中的一种或其中几种组成，硫/多孔碳复合材料中硫与多孔碳的质量比为1:(0.02～20)；三、按石墨烯浆料中的石墨烯与硫/多孔碳复合材料中的硫的质量比为(0.02～20):1，将步骤二制备的硫/多孔碳复合材料加入到步骤一制备的石墨烯浆料中混合分散均匀，然后将混合浆料加入具有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，将反应釜密闭后在100～220℃水热处理1～24h，得到水凝胶柱，将水凝胶柱取出后碾压挤出其中的水分，再用水浸泡洗涤，在20～90℃的温度下干燥1～24h，研磨成粉末状，再在20～90℃下真空干燥1～24h，得到石墨烯包覆硫/多孔碳复合材料。