一种锂硫电池正极材料的制备方法技术

本发明专利技术为一种锂硫电池正极材料的制备方法。该方法通过将氧化石墨烯溶液和二氧化硅分散液混合后加入碳酸氢铵，再通过球磨和热熔融法掺硫的工艺制备硫/氮掺杂多孔石墨烯复合锂硫电池正极材料。本发明专利技术克服了现有技术制备的锂硫电池正极材料中硫的有效负载量低，多硫化物“穿梭效应”明显，锂硫电池的体积膨胀效应显著以及电池的电化学性能不稳定的缺陷。

A preparation method of cathode material for lithium sulfur battery

The invention is a preparation method of a lithium sulfur battery positive electrode material. The method is to prepare sulfur / nitrogen doped porous graphene composite lithium sulfur battery cathode materials by mixing graphene oxide solution and silica dispersion and adding ammonium bicarbonate, and then by ball milling and sulfur melting process. The invention overcomes the defects of low sulfur content in the cathode material of lithium sulfur battery prepared by the existing technology, the obvious shuttle effect of the polysulfide, the remarkable expansion effect of the lithium sulfur battery and the instability of the electrochemical performance of the battery.

【技术实现步骤摘要】
一种锂硫电池正极材料的制备方法
本专利技术的技术方案涉及一种高比容量的锂硫电池正极材料的制备方法，特别涉及一种先通过模板法制备多孔氮掺杂石墨烯作为硫载体材料，再利用球磨和热融法掺硫制备硫/多孔氮掺杂石墨烯复合锂硫电池正极材料的方法，属于材料化学领域。
技术介绍
随着便携式电子产品、电动汽车和能源储备等相关领域的迅速发展，对电池的性能提出了越来越高的要求。因此，开发具有高性能、低成本和环境友好的新型锂离子二次电池具有非常重要的战略意义。目前，已商业化的锂离子电池理论比容量受自身理论比容量为300mAh/g的限制，显然不能满足对锂离子电池实际应用质量的要求，而新型锂硫电池的理论比容量约为商业锂离子电池理论比容量的五倍(理论比容量为1675mAh/g，比能量为2500Wh/kg)，被认为是最具有发展潜力的高能电池之一。然而，锂硫电池在实际应用上仍然存在一些关键难题。其一，室温下纯硫是电子和离子的绝缘体(电导率为5×10-30S·cm-1)，电子和离子在以硫为正极材料的正极中的传输非常困难。其二，在充放电过程中所形成的中间产物多硫化锂易溶于电解液溶液中，从而导致正极上的电活性物质粉化脱落及溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤第一步，制备氧化石墨烯：配制1～10mg/mL的氧化石墨烯水溶液；第二步，制备氮掺杂多孔石墨烯：将溶液A、溶液B混合得到混合分散液C，再将碳酸氢氨加入到混合分散液C中，得到混合分散液D，并利用超声波分散仪对该混合分散液D进行超声分散1～5h，得到含有氮源碳酸氢氨的氧化石墨烯‑二氧化硅均匀混合的悬浊液，将其放在有聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在100‑200℃下水热还原6‑24小时；将反应得到的产品用去离子水洗涤后，进行真空干燥处理，得到的氮掺杂石墨烯‑二氧化硅复合材料；然后将其放入氢氟酸中浸泡6～24h，即制得氮掺杂多孔石墨烯；其中，溶...

【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤第一步，制备氧化石墨烯：配制1～10mg/mL的氧化石墨烯水溶液；第二步，制备氮掺杂多孔石墨烯：将溶液A、溶液B混合得到混合分散液C，再将碳酸氢氨加入到混合分散液C中，得到混合分散液D，并利用超声波分散仪对该混合分散液D进行超声分散1～5h，得到含有氮源碳酸氢氨的氧化石墨烯-二氧化硅均匀混合的悬浊液，将其放在有聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在100-200℃下水热还原6-24小时；将反应得到的产品用去离子水洗涤后，进行真空干燥处理，得到的氮掺杂石墨烯-二氧化硅复合材料；然后将其放入氢氟酸中浸泡6～24h，即制得氮掺杂多孔石墨烯；其中，溶液A为浓度为1～10mg/mL氧化石墨烯溶液，溶液B为浓度为1～100mg/mL、微球的直径为10～300nm的二氧化硅分散液；体积比为溶液A：溶液B=1:1～3；每10～50mL混合分散液C中加入0.1～0....

【专利技术属性】
技术研发人员：张永光，
申请(专利权)人：河源广工大协同创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44