[发明专利]一种锂硫电池正极材料的制备方法及其使用方法

摘要

本发明属于化学电源领域，涉及一种锂硫电池正极材料的制备方法及其使用方法，它采用改进的Hummer法制备氧化石墨，并通过化学反应将硫与氧化石墨均与混合。以抗坏血酸为还原剂对氧化石墨/硫的复合物进行还原得到石墨烯/硫复合正极材料。利用此方法制备的硫/石墨烯正极材料使得硫在分子层面上与石墨烯进行充分混合。具备高导电性的石墨烯不仅使得电极材料的整体电导率提高并为活性物质硫提供了载体。以此复合材料为正极组装的锂硫电池具有容量大且容量保持率较高及放电平稳的特点，作为一次电池可用于不易经常更换电池的用电器（如心脏起搏器），因其具有一定的可逆性，也可作为普通二次电池使用。

主权项

一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征是，它包括以下步骤：在烧杯中加入体积比为9:1的浓硫酸与磷酸共80mL，并将烧杯放入冰水浴中搅拌得到混酸，取1.2g天然石墨或人造石墨加入到烧杯中，搅拌10min,将其置于35°C左右的恒温水浴中，并逐步加入4～6g高锰酸钾粉末，反应2h后，滴加10mL去离子水，溶液呈棕灰色粘稠状；控制温度在95°C继续反应30min,然后加入大量去离子水将反应终止，同时加入0.5～5mL双氧水，得金黄色氧化石墨；反应结束后趁热过滤，使用1mol/L稀盐酸洗涤除去SO42‑，制得酸性氧化石墨悬浮液，并用蒸馏水将酸性氧化石墨悬浮液洗涤至弱酸性，得到棕黄色的氧化石墨的水溶胶；将所得的氧化石墨的水溶胶超声1～2h后向其中加入4.6g的亚硫酸纳和5～15mL十六烷基三甲基溴化铵,并逐滴加入1mol/L盐酸38mL，搅拌，得到硫复合氧化石墨烯溶液，将制得的硫复合氧化石墨烯溶液控制温度在80°C，并向其中逐步加入5～10g抗坏血酸继续反应1h，得到硫‑石墨烯悬浮液，用去离子水过滤洗去氯离子和过量的抗坏血酸，冷冻干燥得硫‑石墨烯成品，即锂硫电池正极材料。