[发明专利]一种石墨烯包覆嵌硫有序介孔碳球复合材料的制备及作为锂硫电池正极材料的应用

摘要

一种石墨烯包覆嵌硫有序介孔碳球复合材料的制备及作为锂硫电池正极材料的应用，属于锂硫电池正极材料的技术领域。三嵌段共聚物F127(聚氧乙烯‑聚氧丙烯‑聚氧乙烯)为结构导向剂与碳源、正硅酸乙酯为模板剂、丙三醇为碳源通过一步法制备有序介孔碳球，将制备的有序介孔碳球与单质硫混合后真空加热，单质硫嵌入到有序介孔碳球中，制备出嵌硫有序介孔碳球复合材料，再通过表面静电作用在嵌硫有序介孔碳球复合材料表面包覆石墨烯得到石墨烯包覆嵌硫有序介孔碳球锂硫电池正极材料。本发明提供的技术方案中制备出了电化学性能优异的锂硫电池正极材料，具有良好的应用前景。

主权项

1.一种石墨烯包覆嵌硫有序介孔碳球锂硫电池正极材料的制备方法，依次包括以下步骤：步骤一：将浓硫酸加入到去离子水中，加热至36～40℃，加入结构导向剂，待其完全溶解后，加入碳源并搅拌1.5～2.5小时，再加入模板剂正硅酸乙酯，继续搅拌10min，然后在36～40℃静置28小时，在反应釜中105～115℃水热反应26～30小时，过滤洗涤后放入烘箱中于110～120℃干燥7～9小时后，进行预碳化得到复合物，将复合物放入炭化炉进行炭化，然后用氢氟酸浸泡，再经洗涤、干燥及研磨得到有序介孔碳球；步骤二：将步骤一中所得的有序介孔碳球与单质硫混合，真空高温加热一段时间，然后冷却到室温，制得嵌硫有序介孔碳球；步骤三：将步骤二中获得的嵌硫有序介孔碳球分散于阳离子表面活性剂的水溶液中，磁力搅拌3～5小时，离心后将产物加入到一定浓度的氧化石墨烯的水分散液中，继续搅拌3～5小时，使得氧化石墨烯完全包覆嵌硫有序介孔碳球，加入还原剂，搅拌10小时后，离心、洗涤、干燥；随后，在氮气气氛中，将干燥后的产物300℃处理1～3小时，制得石墨烯包覆嵌硫有序介孔碳球锂硫电池正极材料；步骤一结构导向剂为F127。