石墨烯阵列复合正极及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种基于石墨烯阵列的碳硫复合正极，所述正极由石墨烯阵列、二氧化钛和硫复合而成，比表面积巨大，导电性能优良，其中，石墨烯阵列垂直生长于导电基底材料上，形成三维网络导电骨架，活性物质硫均匀负载于导电骨架表面和孔隙中，外层包覆有二氧化钛。由此制备的二次铝电池具有较高的比容量和良好的循环性能，且制备工序简单，适合工业化生产。

主权项

一种基于石墨烯阵列的碳硫复合正极的制备方法，所述复合正极包括石墨烯阵列，二氧化钛和硫，其中二氧化钛包覆于石墨烯和硫外层，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，石墨烯阵列的制备：通过等离子体增强化学气相沉积在导电基底表面生长石墨烯阵列；步骤2，复合硫：将制备好的石墨烯阵列与单质硫按一定比例放入管式炉中，在惰性气体保护下加热至155℃得到复合正极；或者将单质硫加热至熔融态，在惰性气体保护下将制备好的石墨烯阵列放入其中，保持5~10h后取出放入烘箱中干燥备用；步骤3：包覆二氧化钛：配制含有钛离子的溶胶，将步骤2中所制备的负载有硫的石墨烯阵列置于其中静置48h，然后于80℃温度下真空干燥24h，形成凝胶，再将该凝胶在500℃下煅烧3h，形成复合正极。