[发明专利]基于三维石墨烯自支撑结构的介孔碳负载硫/硒柔性电极及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种基于三维石墨烯自支撑结构的介孔碳负载硫/硒的柔性电极，其特征在于：所述电极为具有三维石墨烯自支撑结构的柔性介孔碳负载硫/硒获得的硫/硒碳电极。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维石墨烯自支撑结构的介孔碳负载硫/硒的柔性电极，其特征在于：所述三维石墨烯自支撑结构是以泡沫金属为模板制得。

3.根据权利要求1所述的一种基于三维石墨烯自支撑结构的介孔碳负载硫/硒的柔性电极，其特征在于：所述三维石墨烯自支撑结构是通过浸渍法和热处理法制得的石墨烯-介孔碳复合结构。

4.权利要求1所述的一种基于三维石墨烯自支撑结构的介孔碳负载硫/硒的柔性电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）三维石墨烯骨架的制备：将乙醇超声清洗过的泡沫金属，在惰性或还原气氛中升温至700-1000℃，通入氢气和乙醇气，在泡沫金属自身催化作用下，石墨烯层状结构在泡沫金属表面生长，获得的三维泡沫金属-石墨烯放入10-100ml浓硝酸中，浸泡5-24小时；用去离子洗涤至溶液为中性，再依次用乙醇，乙醚浸洗，取出后20-80℃真空干燥6～10小时，即得到三维石墨烯自支撑材料；

2）介孔碳前驱体溶液的合成：将三嵌段共聚物和酚醛树脂均匀混合，溶于一定量的无水乙醇中，得到黄色溶液；

3）三维石墨烯-介孔碳复合材料的制备：将介孔碳前驱体溶液浸渍入三维石墨烯自支撑材料中，在室温下放置8-12h后得到样品，将样品放入100-120℃的烘箱中热处理12-24h；样品取出后放入管式加热炉中，在氮气气氛中，升温至700-950℃碳化0.5-2h，碳化完成后在氮气气氛中冷却至室温，可得三维石墨烯-介孔碳复合材料；

4）基于三维石墨烯自支撑结构的柔性介孔硫/硒碳电极的制备：称取一定量的硫或者硒与三维石墨烯-介孔碳复合材料一起放入石英管内，将石英管置入充满惰性气氛的管式炉内，加热至300-800℃保温5-10h即得基于三维石墨烯自支撑结构的柔性介孔硫/硒碳电极。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中泡沫金属为镍，铁，铜，钴或其合金；惰性或还原气氛为氮气，氩气或氨气等；所述浓硝酸的质量分数为65％-68％。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中三嵌段共聚物为F127或P123，所述三嵌段共聚物和酚醛树脂的质量比为3：1～1：3；三嵌段共聚物和无水乙醇的质量比为5：1～1：5；搅拌温度为20-80℃，搅拌时间为1-15h。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4）中单质硫或者硒和三维石墨烯-介孔碳复合材料的质量比1：1～10：1。

8.权利要求1～3任一项所述的一种基于三维石墨烯自支撑结构的介孔碳负载硫/硒的柔性电极在制备锂离子二次电池中的应用。

9.一种锂硫/锂硒电池，其特征在于，包含权利要求1所述的基于三维石墨烯自支撑结构的介孔碳负载硫/硒的柔性电极。