[发明专利]一种石墨烯-硫复合电极材料及其制备方法和应用有效
| 申请号： | 201210445680.9 | 申请日： | 2012-11-09 |
| 公开（公告）号： | CN103811731A | 公开（公告）日： | 2014-05-21 |
| 发明（设计）人： | 李峰;周光敏;李璐;成会明 | 申请（专利权）人： | 中国科学院金属研究所 |
| 主分类号： | H01M4/38 | 分类号： | H01M4/38 |
| 代理公司： | 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 | 代理人： | 许宗富;周秀梅 |
| 地址： | 110016 辽*** | 国省代码： | 辽宁;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 石墨 复合 电极 材料 及其 制备 方法 应用 | ||
1.一种石墨烯-硫复合电极材料，其特征在于：所述电极材料的微观结构为纤维状三维互连网络结构，其中：所述石墨烯呈纤维状三维互连网络结构，硫纳米颗粒均匀分布锚定在石墨烯表面。
2.根据权利要求1所述的石墨烯-硫复合电极材料，其特征在于：电极材料中硫的质量百分含量为30~75％，硫纳米颗粒的尺度为5~50nm。
3.一种如权利要求1或2所述石墨烯-硫复合电极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）前驱体溶液的制备：将均匀分散的氧化石墨烯水溶液、硫的有机溶液和混溶溶剂混合，搅拌均匀形成前驱体溶液；
（2）水热反应：将前驱体溶液放入水热反应釜进行水热反应，通过水热过程形成硫纳米颗粒均匀分布锚定在纤维状石墨烯表面的三维宏观体结构；
（3）低温冷冻干燥：将水热反应所得三维宏观体结构进行低温冷冻干燥，获得石墨烯-硫复合电极材料。
4.一种如权利要求3所述石墨烯-硫复合电极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中氧化石墨烯水溶液、硫的有机溶液和混溶溶剂的体积比为1：(5～20)：(2～6)。
5.根据权利要求3所述石墨烯-硫复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯含量为1～3mg/mL。
6.根据权利要求3所述石墨烯-硫复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述硫的有机溶液是将单质硫溶于二硫化碳、苯、甲苯、邻二甲苯或四氯化碳中制备而成，硫的质量百分浓度为2~10%。
7.根据权利要求3所述石墨烯-硫复合电极材料的制备方法，其特征在于：所述混溶溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、丙酮或环己烷。
8.根据权利要求3所述石墨烯-硫复合电极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述水热反应的温度为150~180℃，反应时间为4~12h。
9.根据权利要求3所述石墨烯-硫复合电极材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中冷冻温度为-10～-70°C，冷冻干燥的时间为6～36h。
10.一种如权利要求1或2所述石墨烯-硫复合电极材料的应用，其特征在于：所述石墨烯-硫复合电极材料切割成所需规格厚度，压制后直接作为锂硫电池正极材料。
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