[发明专利]一种锂硫电池柔性正极制备方法

摘要

本发明公开了一种锂硫电池柔性正极的制备方法，该柔性正极由负载S1‑xSex的掺氮多孔碳纤维分散在石墨烯片层之间组成的。具体制备方法是首先将硫和硒与掺氮多孔碳纤维复合形成掺氮多孔碳纤维/S1‑xSex复合材料，然后将石墨烯和掺氮多孔碳纤维/S1‑xSex复合材料加入到溶剂中，超声分散得到石墨烯和掺氮多孔碳纤维/S1‑xSex复合材料复合悬浮液，真空抽滤复合悬浮液得到滤饼，烘干即可得到石墨烯/掺氮多孔碳纤维/S1‑xSex复合材料的柔性正极。该制备方法得到的锂硫电池柔性正极具有导电性好、固硫固硒效果好、机械强度高等优点。同时，制备方法简单，无需复杂的涂布工艺，无需添加粘结剂、导电剂和集流体，制得的柔性正极应用于锂硫电池，表现出优异的电化学性能。

主权项

一种锂硫电池柔性正极的制备方法，其特征在于，通过模版法制备聚吡咯纤维，所得聚吡咯纤维在氢氧化钾活化剂存在下，通过600~1200 ℃高温活化，得到掺氮多孔碳纤维；将单质硫和单质硒与掺氮多孔碳纤维通过球磨充分混合，然后将混合物放入密闭不锈钢反应釜中加热到250~270 ℃下保温20～30 h，冷却后得到S1‑xSex负载在掺氮多孔碳纤维内部的孔道中的掺氮多孔碳纤维/S1‑xSex复合材料；将石墨烯和掺氮多孔碳纤维/S1‑xSex复合材料加入到溶剂中，超声分散得到石墨烯和掺氮多孔碳纤维/S1‑xSex复合材料复合悬浮液，采用真空抽滤所述复合悬浮液得到滤饼，烘干得到由负载S1‑xSex的掺氮多孔碳纤维分散在石墨烯片层之间组成的锂硫电池柔性正极，X为0.01~0.1；其中模版法制备聚吡咯纤维的过程为：将溴化十六烷基三甲铵和过硫酸铵溶解在0~5 ℃的盐酸溶液中，向1 mol/L盐酸溶液中滴加吡咯单体进行聚合反应12~24 h，得到聚吡咯纤维；其中溴化十六烷基三甲铵与过硫酸铵的摩尔比为1:2.5～3.5，过硫酸铵与吡咯单体的摩尔比为1: 1.5～2.5；单质硒和单质硫的摩尔比为1:9~19, 单质硫和单质硒总质量与掺氮多孔碳纤维的质量比为1:0.25~1.5；石墨烯和掺氮多孔碳纤维/S1‑xSex复合材料的质量比为1：5~10。