[发明专利]石墨烯包覆硫硒共浸渍多孔碳正极材料的制备方法与应用

摘要

本发明公开了石墨烯包覆硫硒共浸渍多孔碳正极材料的制备方法与应用，采用硫硒熔融共浸渍工艺，利用硫和硒的协同作用，结合硒优良导电性和硫高理论容量产生协同作用，有效抑制飞梭反应的发生，获得具有高倍率性能、高循环稳定性的复合正极材料；石墨烯包覆层有助于提高复合材料中的硫含量以及抑制多硫化物的溶解扩散，石墨烯包覆层和多孔碳协同作用使得材料拥有优异的电化学性能，在0.1C和1C电流密度下100次充循环放电后，可逆容量分别为680mAhg‑1和560mAhg‑1，并且库伦效率始终保持在96％以上。

主权项

1.石墨烯包覆硫硒共浸渍多孔碳正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)以氧化石墨烯为形貌导向材料，通过水热反应和氢氧化钾辅助高温碳化方法，制备夹层结构的多孔碳纳米片；(2)通过硫硒熔融共浸渍工艺将单质硒、单质硫纳米颗粒按照比例熔融升华进入所述步骤(1)中夹层结构的多孔碳纳米片中，制备硫硒共浸渍多孔碳复合材料；(3)通过静电吸附工艺在所述步骤(2)中硫硒共浸渍多孔碳复合材料表面自组装均匀包覆石墨烯保护层，制备石墨烯包覆硫硒共浸渍多孔碳正极材料；其中，所述步骤(1)中夹层结构的多孔碳纳米片的制备方法为：将140‑200mg氧化石墨烯溶解在70‑120ml去离子水中，超声1‑3h分散均匀；然后将3.5‑4.2g造孔剂和2.8‑3.0g有机碳源超声搅拌均匀后，密封在反应釜内在180℃下反应16h；将所得的褐色圆柱状水凝胶冷冻干燥，在氩气保护下在800℃下高温预碳化1.5‑3h，然后用20wt％的氢氟酸去除造孔剂后烘干，再与氢氧化钾按照质量比为1：2.5‑3.0在去离子水中混合均匀，蒸干溶剂后在850℃下高温碳化1‑2h，所得产物在去离子水中水洗至中性烘干得夹层结构的多孔碳纳米片。