The invention provides a carbide / carbon nanotube / graphene containing sulfur composite material and its preparation method and application. The preparation method is that the carbon nanotube / graphene mixture is obtained by mixing in a certain proportion, adding anhydrous ethanol, stirring and dispersing uniform ultrasound, and the mass ratio of the graphene and the carbon nanotube is 1:1 ~5; mixing the inorganic metal salt and the obtained mixture in a certain proportion, adding the anhydrous ethanol into the ethanol, stirring and dispersing uniform ultrasound, burning 2~4h at high temperature in the high temperature furnace at 1000~2800 C, mixing the composite with the elemental sulfur, and cooling to the room temperature after grinding and stirring, that is, the coaxial porous carbon nanotube /S composite material is obtained. The invention provides a preparation method of multi-functional graphene composite material, which is simple in operation and easy to be produced in large scale. The prepared carbide / carbon nanotube / graphene composite material is used in the lithium sulfur battery and can solve the dissolving of polysulfide ions in the liquid electrolysis liquid during the charge and discharge process of the lithium sulfur battery and effectively restrain the shuttle effect. The cycle stability of lithium sulfur battery is improved.
【技术实现步骤摘要】
一种碳化物/碳纳米管/石墨烯载硫复合材料及其制备方法与应用
本专利技术属于纳米复合材料研究领域，特别涉及一种碳化物/碳纳米管/石墨烯载硫复合材料的制备方法及其在锂硫电池正极的应用。
技术介绍
随着经济高速发展和能源消耗量的与日俱增，化石燃料储量的日趋枯竭以及燃烧造成的环境污染，使得人们对新型替代能源的需求越来越紧迫。新能源，特别是化学能源具有清洁环保和安全高效等特点，符合人类可持续发展战略的要求而倍受青睐。锂离子电池自1991年商业化以来，被广泛应用到便携式电子通信设备、电网存储、航天设备、电动骑车等领域，表现出可观的商业前景。经过20多年的发展，传统锂离子电池的正负极材料的性能均已接近其理论极限，但面对越来越庞大的储能系统仍不尽人意。锂硫电池理论比容量为1675mAh·g-1，理论比能量为2600Wh·Kg-1，远高于现有的锂离子电池。并且硫的储量丰富，价格低廉，低毒无公害。因此，锂硫电池成为下一代高比能锂电池的候选，引起了全世界范围的关注。然而，锂硫电池在充放电过程中形成的多硫化锂易溶于液态电解液中造成穿梭效应以及充放电过程中的体积膨胀和金属锂的腐蚀等问题造成了锂硫电池活性物质利用率低、库伦效率低、循环性能差，严重阻碍了其实用化进程。为了解决这些问题，实现其大规模的使用，必须研究开发简便且成本较低的制备方法来提高锂硫电池的电化学性能，从而提升锂硫电池的实际应用前景。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术的缺点和不足，提供了一种碳化物/碳纳米管/石墨烯载硫复合材料及其制备方法与应用。作为本专利技术的第一个方面，包括如下步骤：（1）将石墨烯与碳纳米管按质量...
【技术保护点】
1.一种碳化物/碳纳米管/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将石墨烯与碳纳米管按质量比为1：1~5混合，加入无水乙醇中，搅拌并超声分散均匀，得到碳纳米管/石墨烯混合物；（2）将无机金属盐与碳纳米管/石墨烯混合物按质量比为1：1~5混合后，加入无水乙醇中，搅拌并超声分散均匀，置于石墨炉中；（3）在石墨化炉以1000~2800℃高温烧制2~4h，得到碳化物/碳纳米管/石墨烯复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种碳化物/碳纳米管/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将石墨烯与碳纳米管按质量比为1：1~5混合，加入无水乙醇中，搅拌并超声分散均匀，得到碳纳米管/石墨烯混合物；（2）将无机金属盐与碳纳米管/石墨烯混合物按质量比为1：1~5混合后，加入无水乙醇中，搅拌并超声分散均匀，置于石墨炉中；（3）在石墨化炉以1000~2800℃高温烧制2~4h，得到碳化物/碳纳米管/石墨烯复合材料。2.根据权利要求1所述的一种碳化物/碳纳米管/石墨烯复合材料，其特征在于：所述的无机金属盐为氯氧化锆、氧化钛或六氯化钨，所制备的碳化物/碳纳米管/石墨烯复合材料分别为碳化锆/碳纳米管/石墨烯复合材料、碳化钛/碳纳米管/石墨烯复合材料或碳化钨/碳纳米管/石墨烯复合材料。3.一种碳化物/碳纳米管/石墨烯载硫复合材料的制备方法，其特征在于：将权利要求1或2所述的制备方法所制备的碳化物/碳纳米管/石墨烯复合材料与单质硫按质量比1：1~4混合，研磨均匀后与加入CS2中搅拌，碳化物/碳纳米管/石墨烯复合材料与CS2的质量比1：10~15，然后置于10~30℃下至CS2挥发完全后，剩余物质于120~160℃烘箱中保温8~12h，之后冷却至室温，即得同轴多孔结构的碳化物/碳纳米管/石墨烯复合材料。4.一种如权利要求3所述的制备方法所制备的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨植，丁欣慰，聂华贵，阮春平，郭泽青，赖玉崇，禅丹，黄少铭，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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