柔性高载硫、高稳定性石墨烯-介孔碳-硫薄膜、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及锂电池材料技术领域，具体而言涉及柔性高载硫、高稳定性石墨烯

【技术实现步骤摘要】
柔性高载硫、高稳定性石墨烯
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介孔碳
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硫薄膜、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及锂电池材料
，具体而言涉及柔性高载硫、高稳定性石墨烯
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介孔碳
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硫薄膜、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着人们对能源设备的高能量和高功率密度的要求越来越高，锂硫电池(Li
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S)由于其超高的理论能量密度(2600Whkg
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1)和比容量(1675mAhg
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1)而被认为是下一代电池的有希望的候选者之一。与商业锂离子电池中的插入反应不同，硫可以通过一个独特的转换反应实现这一高理论容量。
[0003]然而，锂硫电池的实际应用受到了一些技术挑战的阻碍，具体而言：
[0004](i)多硫化锂(LiPS)严重溶解于电解液中，并扩散到阳极一侧，会导致容量迅速下降，并导致低库仑效率；
[0005](ii)活性硫的绝缘性及其排出的Li2S/Li2S2的中间产物阻碍了电子的快速传输，进一步导致活性物质的低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性高载硫、高稳定性石墨烯
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介孔碳
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硫薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、水溶性石墨烯片分散体制备：将氧化石墨烯水溶液分散在60℃的油浴烧瓶中，并向油浴烧瓶中的氧化石墨烯水溶液中加入一定量的水合肼溶液，反应液在60℃下保持30分钟，自然冷却后通过去离子水洗涤得到均匀分散的水溶性石墨烯片分散体，其中，氧化石墨烯和水合肼质量比为15:1；步骤2、介孔碳材料的制备：将氨水和蔗糖混合充分后，加入LSiO2溶胶，并在不锈钢反应釜中于160℃的温度条件下反应24小时，冷却干燥，再用氢氟酸浸泡3小时，经去离子水洗涤后，得到介孔碳材料(MC)；步骤3、介孔碳材料掺渗氮、磷和氟：将六氟磷酸铵与步骤2所得到的介孔碳材料(MC)在去离子水中混合，混合物在80℃真空下干燥，所得到的粉末在800℃条件下热处理2小时最终形成氮、磷、氟共掺杂介孔碳材料(NPFMC)；步骤4、介孔碳材料掺渗活性硫：将步骤3中所得到的氮、磷、氟共掺杂介孔碳材料(NPFMC)与原生硫磺混合均匀，将其密封在氩气饱和的聚四氟乙烯反应釜中，在170℃下加热24小时，自然冷却后，可以得到氮、磷、氟共掺杂介孔碳介孔碳
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硫纳米材料(NPFMC
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S)；步骤5、介孔碳材料掺渗石墨烯：将步骤4中所得到的氮、磷、氟共掺杂介孔碳介孔碳
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硫纳米材料(NPFMC
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S)与水溶性石墨烯片分散，并在预定条件下搅拌，将所得到的混合物进行真空过滤，得到石墨烯
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氮、磷、氟共掺杂介孔碳介孔碳
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硫纳米材料(G
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NPFMC
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S)；其中，在步骤5中，预定条件为300转/分钟的搅拌速度和50瓦功率的超声处理。2.根据权利要求1所述的柔性高载硫、高稳定性石墨烯
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介孔碳
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硫薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述氧化石墨烯水溶液的浓度为0.5mg/mL，水合肼溶液中水合肼的体积比是85％。3.根据权利要求2所述的柔性高载硫、高稳定性石墨烯
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介孔碳
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硫薄膜的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯水溶液的制备方法使用Hummers方法合成，其中，在使用Hummers方法合成的预氧化过程步骤中，加入五氧化二磷和硝酸钾，五氧化二磷、硝酸钾、石墨的质量比是1:1:2。4.根据权利要求1所述的柔性高载硫、高稳定性石墨烯
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【专利技术属性】
技术研发人员：闫岩，聂新明，刘浩田，刘凡，马昕，刘明凯，
申请(专利权)人：江苏复源芥子空间新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：