[发明专利]一种锂硫电池硫电极的制备方法及应用

权利要求书

1.一种锂硫电池硫电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、石墨烯/隔膜基底的制备：将石墨烯浆料涂覆于隔膜上，烘干，得到石墨烯//隔膜基底，标记为GN-1//PP；

S2、通过静电喷涂法将碳/硫复合材料分散液喷涂于所述石墨烯/隔膜基底上，得到碳@硫复合材料层//石墨烯层-1//隔膜层，标记为C@S//GN-1//PP基底；

S3、通过静电喷涂法将石墨烯分散液喷涂于所述C@S//GN-1//PP基底上，得到石墨烯层-2//碳@硫复合材料层//石墨烯层-1//隔膜层，标记为GN-2//C@S//GN-1//PP。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述石墨烯的制备方法为氧化还原法、机械剥离法、电化学法和液相剥离法中的1种。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述石墨烯浆料中还包含粘结剂，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸或羧甲基纤维素钠中的1种或2种以上的组合；

步骤S1中所述石墨烯浆料的溶剂为去离子水或N-甲基吡咯烷酮。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述碳/硫复合材料分散液为将碳/硫复合材料分散于含有导电剂和粘结剂的有机溶剂中形成的分散液；

所述碳/硫复合材料的碳材料为纳米碳材料、多孔碳中的1种或2种以上的组合；

所述导电剂的质量份为碳/硫复合材料的0～35％wt；

所述导电剂为碳纳米管、导电炭黑或人造石墨中的1种或2种以上的组合；

所述粘结剂的质量份为碳/硫复合材料的5～15％wt；

所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸或羧甲基纤维素钠中的1种或2种以上的组合；

所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为110万～140万；

所述有机溶剂为乙醇。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述导电剂的质量份为碳/硫复合材料的5～30％wt；所述粘结剂的质量份为碳/硫复合材料的8～12％wt；所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为120万～130万。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述导电剂的质量份为碳/硫复合材料的8～15％wt。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2和S3中所述静电喷涂法使用的负电压范围为-1kV～-5kV，正电压范围为+10kV～+20kV。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2和S3中所述静电喷涂的喷涂速率为5～20ml·h^-1。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S2和S3中所述静电喷涂的喷涂速率为8～12ml·h^-1。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述石墨烯分散液通过将石墨烯在分散剂作用下分散至溶剂中形成；

所述分散剂的质量份为石墨烯的10～20％wt；

所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮；

所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为3万～6万；

所述石墨烯分散液的溶剂为去离子水或1-甲基-2吡咯烷酮。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂的质量份为石墨烯的14～16％wt；所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为4万～5万。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述石墨烯的制备方法为氧化还原法、机械剥离法、电化学法和液相剥离法中的1种。