一种纳米硫/氧化石墨烯复合电极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种高比容量的纳米硫/氧化石墨烯复合材料的制备方法，将该材料应用到高比容量的锂硫二次电池的电极材料中，属于材料合成和电化学电源相交叉的应用领域。其特征是先在表面活性剂的保护下采用简易的化学方法合成纳米硫颗粒，再通过表面活性剂与氧化石墨烯之间的相互作用将氧化石墨烯及碳材料均匀地吸附于纳米硫颗粒的表面，形成具有核壳型的纳米硫/氧化石墨烯复合电极材料。通过氧化石墨烯及碳材料在硫表面的包覆，使得硫电极材料具有更加稳定的结构、高的电导率和良好的循环性能。本方法不涉及对环境有害的材料、在较低的温度下就可完成，合成过程中能源消耗低，对设备的要求低，合成的材料具有高的充放电容量、无毒、对人体无害，加之硫在自然界的丰度较高，因此具有良好的工业前景，可用于大规模工业生产。

主权项

一种纳米硫/氧化石墨烯复合电极材料的制备方法，该方法的工艺步骤和条件如下：a.将用于生成纳米硫的物质加入到去离子水中，通过搅拌、超声将物质完全溶解；将表面活性剂曲拉通、或十二烷基三甲基溴化铵、或十二烷基苯磺酸钠加入到装有去离子水的三口烧瓶中，室温下搅拌使之完全溶解；其中表面活性剂与生成的纳米硫的重量比为0.01:1~0.1:1；将两溶液在三口烧瓶进行混合；b.将上述装有溶液的三口烧瓶在30‑70℃油浴中恒温20min，缓慢滴加适量浓HCl，继续恒温10min~1h；在剧烈搅拌下加入含有氧化石墨烯和碳材料乙炔黑、或单壁和多壁碳纳米管的50mL水醇溶液；其中氧化石墨烯与碳材料的重量比为1:1~5:1；继续反应10min~1h后冷却至室温；c.将上述混合物经过离心、乙醇洗涤、在60~80℃温度下干燥后得到纳米硫/氧化石墨烯复合材料。