一种石墨烯负载纳米硫化镁复合材料及其制备方法

摘要

本发明属于锂离子电池电极材料技术领域，具体为一种石墨烯负载纳米硫化镁复合材料及其制备方法。本发明以分布于石墨烯表面的纳米氢化镁为前驱体，以硫单质为硫源，通过热蒸发和高温硫化反应，制备石墨烯负载纳米硫化镁。复合材料中，纳米硫化镁呈现较高的储锂活性和理论容量；柔韧轻薄的石墨烯保证了纳米硫化镁的均匀分散，提高离子和电子的传输速度，提高导电性；石墨烯对硫化镁颗粒的限域作用有助于缓冲在脱嵌锂过程中硫化镁颗粒的体积膨胀，减缓活性物质的团聚。本发明通过纳米化与石墨烯的协同作用，有效的提高了硫化镁在充放电过程中的稳定性，使该电极材料呈现较高的容量和电化学循环稳定性。

主权项

一种石墨烯负载纳米硫化镁复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）以有机镁为前驱体，石墨烯为载体，利用高压溶剂热法，氢压20 ~ 50 bar，温度100 ~ 250 ℃条件下，制备得到均匀生长在石墨烯表面的纳米氢化镁颗粒，颗粒尺寸在5 ~ 100 nm；（2）将石墨烯负载的纳米氢化镁与硫粉分别置于石英舟中，在氮气气氛保护下，于管式炉中以4 ~ 6 ℃/min的速率升温至150 ~ 350 ℃，硫化反应2~8 h，即得石墨烯负载纳米硫化镁复合材料，记为MgS/GNs。