[发明专利]一种纳米硫化亚铁/石墨烯复合正极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种纳米硫化亚铁/石墨烯复合正极材料的制备方法。以四氧化三铁/石墨烯复合材料为反应产物，引入硫源，通过化学气相沉积法，制备出硫化亚铁/石墨烯复合材料。硫化亚铁颗粒在石墨烯表面分散均匀，并且和石墨烯结合稳定，从而可以有效防止纳米颗粒在充放电过程中发生团聚，缓冲体积膨胀，抑制反应产物在电解液中的溶解，最终保证充放电过程中电极结构稳定；同时，石墨烯提供了良好的导电网络，加速电子传输。本发明的制备工艺简单，耗时短，成本低，易于实现工业化生产；该方法制备得到的硫化亚铁/石墨烯复合材料具有优异的电化学性能，是一种理想的锂离子电池正极材料，可广泛应用于便携式电子设备电动汽车以及航空航天等领域。

主权项

1.一种纳米硫化亚铁/石墨烯复合正极材料的制备方法，其特征是采用气相沉积法制备出的硫化亚铁具有纳米尺度且颗粒均匀，硫化亚铁与石墨烯结合稳定，具体工艺步骤为：(1)制备四氧化三铁/石墨烯：将190mg的氧化石墨烯粉体超声分散于100ml乙二醇溶剂中，混合均匀；加入摩尔比为1：7的三氯化铁与乙酸钠，不断搅拌使其充分溶解，将得到的溶液倒入聚四氟乙烯内衬的水热釜中，于恒温箱内200℃下反应6h；得到的产物进行离心分离，用去离子水和乙醇洗涤多次，冷冻干燥后得到粉体；(2)制备硫化亚铁/石墨烯：在保护气氛中将步骤(1)得到的粉体与硫源按一定摩尔比混合均匀，将混合均匀后的粉体置于密封装置中；其中，四氧化三铁/石墨烯的量控制在1×10‑4～3×10‑2mol，硫源物质的量控制在1×10‑3～1×10‑1mol；将密封装置于管式炉中通入一定流量的保护性气体，于一定温度下热处理一定时间；气体流量控制在10～100sccm，热处理时间控制在1～8h。