[发明专利]表面载有花状二硫化三镍的三维石墨烯复合电极及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种三维石墨烯复合电极，以三维多孔泡沫镍为基体，基体上直接生长石墨烯，所述的石墨烯上直接生长花状Ni3S2。本发明还公开了所述的三维石墨烯复合电极的制备方法和应用。所述的制备方法，具有工艺简单、成本低、周期短、能耗低等优点，适合大规模工业化生产；制备得到的三维石墨烯基复合电极不含任何导电剂和粘结剂，由于特殊的三维多孔结构以及花状Ni3S2和石墨烯的导电和固定作用，所述的复合电极用于钠离子电池时，显示出较高的容量和较好的循环稳定性。

主权项

一种应用于钠离子电池的表面载有花状二硫化三镍的三维石墨烯复合电极，其特征在于，所述的三维石墨烯复合电极以三维多孔泡沫镍为基体，基体上直接生长石墨烯，所述的石墨烯上直接生长花状二硫化三镍；所述花状二硫化三镍与金属镍基体连接，且花状二硫化三镍贯穿石墨烯片层并被石墨烯片层所联通；所述的花状二硫化三镍由圆形的Ni3S2薄片组成，单片薄片的直径为2～3μm，厚度为100～200nm；所述表面载有花状二硫化三镍的三维石墨烯复合电极的制备方法，包括以下步骤：1)以三维多孔泡沫镍为基体，通过化学气相沉积法，在Ar气氛下直接在基体上生长石墨烯，记为Ni/G；2)将硫脲和无水硫酸钠溶于去离子水，搅拌均匀得到混合溶液，所述混合溶液中SO42–浓度为0.01～0.05mol/L；所述硫脲和无水硫酸钠的摩尔比为0.2～1.0；3)将步骤1)得到的Ni/G浸入步骤2)得到的混合溶液，经100～150℃水热反应1～5h，再经洗涤、干燥后得到表面载有花状二硫化三镍的三维石墨烯复合电极，记为Ni/G/Ni3S2。