[发明专利]基于打孔还原氧化石墨烯的锂硫电池

摘要

本发明公开基于打孔还原氧化石墨烯的锂硫电池，以金属锂片为负极，以打孔还原氧化石墨烯为自支撑材料，作为正极，以Celgard 2400为隔膜，利用水热法将氧化石墨烯还原并自组装，并用双氧水打孔所致使石墨烯表面产生纳米级的介孔和微孔，提高了比表面积，增加了活性物质反应位点，同时微孔和介孔有效的吸附多硫化锂，从而有效抑制其在正极与负极之间的穿梭，从而提升锂硫电池的电化学性能。

主权项

1.基于打孔还原氧化石墨烯的锂硫电池，其特征在于，以金属锂片为负极，以打孔还原氧化石墨烯为自支撑材料，作为正极，以Celgard 2400为隔膜；负极电解液为1,3‑二氧戊环和乙二醇二甲醚的混合溶液，其中1,3‑二氧戊环和乙二醇二甲醚为等体积比，溶质双三氟甲烷磺酰亚胺锂的浓度为1mol/L，LiNO3的质量百分数为4wt％；正极电解液为1,3‑二氧戊环和乙二醇二甲醚的混合溶液，其中1,3‑二氧戊环和乙二醇二甲醚为等体积比，溶质双三氟甲烷磺酰亚胺锂的浓度为1mol/L，LiNO3的质量百分数为4wt％，Li2S6的浓度为0.2—0.5mol/L；打孔还原氧化石墨烯按照下述步骤进行：将Hummers法制备氧化石墨烯分散液置于水热釜中并加入过氧化氢的水溶液，升温至160—200摄氏度保温1—6小时，以进行水热反应，在反应中氧化石墨烯实现还原和自组装成为圆柱形三维石墨烯材料，过氧化氢在圆柱形三维石墨烯材料上实现打孔；在水热反应结束后，经去离子水洗涤和冻干后即可，经过氧化氢打孔和冻干后石墨烯材料的比表面积为1500—1600m2/g，在石墨烯材料上形成介孔和微孔并且在0.6–5.0nm范围内有较广的孔径分布。