一种基于垂直取向石墨烯的二次电池复合正极

摘要

本发明公开了一种二次铝电池用复合正极，所述正极由垂直取向石墨烯、聚丙烯腈和硫复合而成，其中，取向石墨烯垂直生长于导电基底材料上，形成三维导电骨架，聚丙烯腈均匀包覆在导电骨架表面，最后再负载活性物质硫。所述复合正极比表面积巨大，导电性能优良，能量密度高，且制备工序简单，适合工业化生产；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。

主权项

一种基于垂直取向石墨烯的二次电池复合正极的制备方法，所述复合正极由垂直取向石墨烯、聚丙烯腈和硫组成，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤1，垂直取向石墨烯的制备：通过等离子体增强化学气相沉积在导电基底表面生长垂直取向石墨烯；步骤2，包覆聚丙烯腈：配置质量比为1:1的二甲基亚砜和水的混合溶液，加入20wt%丙烯腈，引发剂过硫酸铵，将制备好的垂直取向石墨烯置于其中，在氮气保护下持续搅拌并升温至50℃，保温一段时间后取出产物，洗涤烘干制成垂直取向石墨烯‑聚丙烯腈复合材料；步骤3：复合硫：将制备好的垂直取向石墨烯‑聚丙烯腈复合材料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100~500℃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垂直取向石墨烯‑聚丙烯腈复合材料放入其中，保持5~10h后取出放入烘箱中干燥，形成复合正极。