[发明专利]一种石墨烯纳米卷/硫复合材料的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种石墨烯纳米卷/硫复合材料的制备方法及其应用，所述石墨烯纳米卷/硫复合材料的制备如下以表面修饰有纳米粒子的石墨烯纳米卷作为基体，通过熔融注硫方式得到石墨烯纳米卷/硫复合材料。其中卷绕结构的石墨烯有效地抑制了石墨烯片层之间的团聚，其内部的孔结构有利于硫的存储，石墨烯优良的导电性进一步提高了电极的电导率，使活性物质得到充分的利用。此外石墨烯表面修饰的纳米金属氧化物粒子与放电中间产物多硫化锂之间存在强烈的相互作用，能够有效的抑制多硫化物的溶解，从而使材料表现出高的比容量和良好的循环稳定性。该方法操作简单、成本低，易于规模化生产。

主权项

一种石墨烯纳米卷/硫复合材料的制备方法，其特征在于所述制备方法步骤如下：一、石墨烯分散液的制备：在水浴温度为70‑100℃条件下，向氧化石墨烯分散液中加入还原剂进行还原；离心、洗涤至中性后将得到的石墨烯再次分散于去离子水中，经超声剥离得到石墨烯分散液；二、石墨烯纳米卷的制备称取一定量的金属氧化物纳米粒子TiO2、Al2O3或SiO2分散于去离子水中，超声分散均匀，搅拌条件下将其加入到石墨烯分散液中，控制石墨烯与纳米粒子质量比49:1‑8:2，超声分散均匀，得到石墨烯/纳米粒子混合分散液；将混合分散液置于保温杯中，加入液氮进行快速冷却固化，随后将产物转移到冷冻干燥机中进行干燥，得到表面修饰有纳米金属氧化物粒子的石墨烯纳米卷；三、石墨烯纳米卷/硫复合材料的制备：称取一定量硫粉加入到有机溶剂中搅拌至完全溶解后，加入石墨烯纳米卷混合均匀，控制石墨烯纳米卷与硫粉质量比为4:1‑1:9；将有机溶剂蒸干，将产物进行球磨处理，球磨后的产物在惰性气氛保护下进行热处理，使硫均匀的分散在石墨烯纳米卷表面及孔内，得到黑色的石墨烯纳米卷/硫复合材料。