基于石墨烯海绵的硒/硫碳电极及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种基于石墨烯海绵构建的硒/硫电极。本发明还公开了该电极的制备方法。本发明还公开了石墨烯海绵的硒/硫碳电极在制备锂离子二次电池中的应用。本发明还公开了一种包括该电极的锂硫电池和一种锂硒电池。本发明的三维石墨烯海绵既提供了电极内部的导电网络，又起到了自支撑的作用。石墨烯具有无孔隙的二维平面结构，且比表面积大，有利于硒（硫）的分散，提高硒（硫）的利用率，同时抑制放电产物的溶解和向负极的迁移，改善硒（硫）正极的循环性能。本发明柔性硒（硫）碳电极采用自支撑的结构，具有良好的力学性能和电学性能。该电极制作的锂硒（硫）电池具有体积小，容量高，寿命长，效率高的优点，具备很高的应用潜力和商业价值。

主权项

一种基于石墨烯海绵的硒/硫碳电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）石墨烯海绵的制备：将热剥离的石墨烯片层超声分散在芘溶液或芘衍生物溶液中得到石墨烯的分散液，通过水热法使石墨烯片层自组装从而获得石墨烯湿凝胶块体，将获得的凝胶块体进行冷冻干燥后再在还原性或惰性气氛下300‑700℃热处理5‑10h，即得石墨烯海绵；2）石墨烯海绵的硒/硫碳电极的制备：将石墨烯海绵切割成薄片，称取一定量的硒或者硫与石墨烯海绵薄片一起放入石英管内，将石英管置入充满惰性气氛的管式炉内，加热至300‑800℃保温5‑10 h即得具有石墨烯海绵的硒/硫碳电极。