硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料、制备方法及锂硫电池技术

本发明专利技术涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料、制备方法及锂硫电池。本发明专利技术公开了一种硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将氮掺杂石墨烯与铁盐溶液通过水热反应制得石墨烯‑氧化铁纳米复合材料；步骤2：将石墨烯‑氧化铁纳米复合材料与单质硫混合得到混合物，将混合物通过真空熔融扩散反应制得硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料。本发明专利技术还公开了由上述方法制备的硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料及其锂硫电池。本发明专利技术解决了现有技术中单质硫不能有效利用在锂硫电池正极材料中进而导致锂硫电池使用寿命短、导电性、循环稳定性和安全性能较差的技术问题。

Cathode materials, preparation methods and lithium-sulfur batteries for sulfur/iron oxide/graphene batteries

The invention relates to the technical field of nanomaterials, in particular to a sulfur/iron oxide/graphene battery cathode material, a preparation method and a lithium-sulfur battery. The invention discloses a preparation method of sulfur/iron oxide/graphene battery cathode material, which includes the following steps: step 1: graphene-iron oxide nanocomposites are prepared by hydrothermal reaction of nitrogen-doped graphene and iron salt solution; step 2: graphene-iron oxide nanocomposites are mixed with elemental sulfur to obtain a mixture, and the mixture is prepared by vacuum melt diffusion reaction. Sulfur/iron oxide/graphene battery cathode material. The invention also discloses a sulfur/iron oxide/graphene battery cathode material and a lithium sulfur battery prepared by the above method. The invention solves the technical problem that the elemental sulfur in the prior art can not be effectively utilized in the cathode material of the lithium sulfur battery, thereby resulting in short service life, poor conductivity, cyclic stability and poor safety performance of the lithium sulfur battery.

【技术实现步骤摘要】
硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料、制备方法及锂硫电池
本专利技术涉及纳米材料
，尤其涉及一种硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料、制备方法及锂硫电池。
技术介绍
随着新能源技术飞速发展，尤其是移动电子产品和电动汽车等行业的技术进步，高比能量、长循环寿命和低成本的新型储能电池成为了重要的研究发展方向。锂离子电池是目前应用最广泛最成功的电池体系，但受正极材料比容量的限制，在保证电池安全使用的情况下，锂离子电池正极材料的比容量很难再有较大提高，与锂离子电池相比，锂硫电池作为新一代储能电池，其理论能量密度高达2600Wh/kg，远远高于目前商业化的锂离子电池。然而，锂硫电池在实际运用中遇到了一些的问题，例如，正极活性材料单质硫及其放电产物的导电性较差；多硫化锂的“穿梭效应”在损失活性物质硫的同时会腐蚀负极；充放电过程中的中间产物多硫化锂易溶于电解液，使活性物质脱离电极；正极活性物质硫在使用过程中体积会变大。其中，在上述问题中，单质硫在作为锂硫电池正极材料时易产生多硫化物，以及单质硫不能有效固定成为了阻碍锂硫电池中的最严重的问题，其不仅降低了锂硫电池的使用寿命和循环稳定性，还导致了锂硫电池安全性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将氮掺杂石墨烯与铁盐溶液通过水热反应制得石墨烯‑氧化铁纳米复合材料；步骤2：将所述石墨烯‑氧化铁纳米复合材料与单质硫混合得到混合物，将所述混合物通过真空熔融扩散反应制得硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料。

【技术特征摘要】
1.一种硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将氮掺杂石墨烯与铁盐溶液通过水热反应制得石墨烯-氧化铁纳米复合材料；步骤2：将所述石墨烯-氧化铁纳米复合材料与单质硫混合得到混合物，将所述混合物通过真空熔融扩散反应制得硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料。2.根据权利要求1所述的硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为90～120℃。3.根据权利要求1所述的硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述水热反应的时间为1～6h。4.根据权利要求1所述的硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述铁盐溶液的溶质包括氯化亚铁、硫酸铁、氯化铁和硝酸铁中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的硫/氧化铁/石墨烯电池正极材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：单炯威，李运勇，黄莹，欧长志，袁星星，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44