一种氮/硫共掺三维石墨烯海绵的制备方法技术

技术编号:14883961 阅读:62 留言:0更新日期:2017-03-24 20:58
本发明专利技术是一种氮/硫共掺三维石墨烯海绵的制备方法,该方法首先通过超声振荡方式将氧化石墨烯与硫脲混合物充分分散,然后将混合物装入水热反应釜,经高温高压,氧化石墨烯被还原成石墨烯,同时石墨烯自组装成三维石墨烯宏观体,并在石墨烯基体中掺杂氮元素和硫元素;最后将三维石墨烯宏观体反复清洗,经冷冻干燥,得到氮/硫共掺三维石墨烯海绵。经水热反应合成的三维石墨烯海绵具有轻质、多孔的优点,将其应用到锂硫电池中可改善正极材料导电性,解决电极反应过程中体积变化大的问题。本发明专利技术简单易行,非常适用于工程化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种氮/硫共掺三维石墨烯海绵的制备方法,属于一种石墨烯宏观体的制备方法。
技术介绍
锂硫电池是一种依靠锂与硫的氧化还原反应,造成硫-硫键的断裂/生成与电子转移,实现化学能与电能间相互转换的二次电池。锂硫电池理论比能量为2600Wh/Kg,是目前锂离子电池理论比能量(500WhKg-1)的5倍,被公认为下一代最具前景的锂二次电池。有望在便携式电子产品、电动汽车、航天飞行器以及电网传输等领域得到广泛应用,在当今社会、经济及科技的发展上发挥着巨大的作用,具有十分光明的应用前景。但是室温条件下,单质硫电导率低,在锂硫电池充放电过程中生成可溶性的多硫化物,造成多种副反应与体积变化,导致锂硫电池正极活性物质利用率低、倍率性能差以及循环寿命短,制约硫作为锂二次电池正极材料电池的发展。因而,提高锂硫电池正极活性物质利用率和循环寿命以及改善倍率性能成为锂硫电池是今后的重点发展方向。石墨烯是一种新型二维纳米材料,其纳米片是由sp2杂化碳原子组成的单原子层厚度的二维材料,是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料,强度高达1.01TPa,是结构钢的100倍,密度却是结构钢的1/5。导热系数高达530本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮/硫共掺三维石墨烯海绵的制备方法,其特征在于:该方法的步骤如下:步骤一、氧化石墨烯/硫脲混合物的制备将氧化石墨烯溶于去离子水中,得到氧化石墨烯水溶液,该溶液中氧化石墨烯的浓度为2.6mg/ml~15.6mg/ml;步骤二、将硫脲加入到氧化石墨烯水溶中,再利用超声振荡进行均匀分散,形成氧化石墨烯/硫脲混合溶液,氧化石墨烯与硫脲的质量比为1:4~1:10;步骤三、将氧化石墨烯/硫脲混合溶液导入水热反应釜中,再将水热反应釜放入干燥炉中进行水热反应,水热反应温度为150~200℃,加热时间为12~24h,得到氮/硫共掺三维石墨烯;步骤四、用去离子水反复清洗剩余硫脲后,将氮/硫共掺三维石墨烯进行冷...

【技术特征摘要】
1.一种氮/硫共掺三维石墨烯海绵的制备方法,其特征在于:该方法的步骤如下:步骤一、氧化石墨烯/硫脲混合物的制备将氧化石墨烯溶于去离子水中,得到氧化石墨烯水溶液,该溶液中氧化石墨烯的浓度为2.6mg/ml~15.6mg/ml;步骤二、将硫脲加入到氧化石墨烯水溶中,再利用超声振荡进行均匀分散,形成氧化石墨烯/硫脲混合溶液,氧化石墨烯与硫脲的质量比为1:4~1:10;步骤三、将氧化石墨烯...

【专利技术属性】
技术研发人员:燕绍九陈翔南文争洪起虎
申请(专利权)人:中国航空工业集团公司北京航空材料研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

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