[发明专利]石墨烯基硫复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯基硫复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将330～370μm初级商用膨胀石墨I在通入体积比浓度为3％的氢氩混合气中快速升温至1000℃～1050℃，保温1分钟，得到膨胀石墨II；

(2)将膨胀石墨II用发烟硫酸室温下处理24小时后水洗过滤去除多余的硫酸得到膨胀石墨III；

(3)将膨胀石墨III放入含有扩层剂的有机溶剂I中超声5～10分钟，后室温静置2～3天使扩层剂充分地进入膨胀石墨III层间，进一步扩层得到膨胀石墨IV悬浮液；

(4)将表面活性剂加入膨胀石墨IV悬浮液中并超声0.5～1小时形成均一悬浮液，后离心取上清液得到石墨烯悬浮液；

(5)将单质硫粉末加入有机溶剂I中搅拌形成硫溶液或悬浮液I；

(6)将硫溶液或悬浮液I加入石墨烯悬浮液经搅拌混合、超声分散、蒸发溶剂、煅烧得到石墨烯基硫复合正极材料。

2.根据权利要求1所述石墨烯基硫复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中膨胀石墨II：发烟硫酸以重量比计为1：10～1：4。

3.根据权利要求1所述石墨烯基硫复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)膨胀石墨III：有机溶剂I：扩层剂以重量比计为1：(1～2)：(0.1～0.2)。

4.根据权利要求1或3所述石墨烯基硫复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中有机溶剂I是二氯乙烷、四氯化碳和N,N-二甲基甲酰胺中的两种或三种混溶物。

5.根据权利要求1或3所述石墨烯基硫复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中扩层剂为四丁基胺氢氧化物。

6.根据权利要求1所述石墨烯基硫复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中膨胀石墨IV悬浮液：表面活性剂以重量比计为1：(2～5)；表面活性剂是有机聚合物大分子，聚[(间苯乙炔)-共-(2,5-二辛氧基对苯乙炔)]，或1,2二硬脂酸酯基-3磷脂乙醇基-甲氧基聚乙二醇。

7.根据权利要求1所述石墨烯基硫复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)单质硫粉末：有机溶剂I以重量比计为10％～50％。

8.根据权利要求1所述石墨烯基硫复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中硫溶液或悬浮液I：石墨烯悬浮液以重量比计为(1～3)：1。

9.根据权利要求1所述石墨烯基硫复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中搅拌混合30分钟、超声分散5～20分钟；蒸发溶剂温度为100～180℃，蒸发1～5小时、煅烧温度为300～500℃，煅烧时间为5～8小时，煅烧过程使用惰性气氛氮气或氩气。

10.如权利要求1-9任一项所述制备方法制得的石墨烯基硫复合正极材料。