【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学电池，特别是涉及一种引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法。
技术介绍
1、锂硫电池具有工作电压高、能量密度大、无记忆效应、循环寿命长以及无污染等优。然而，多硫化物的溶解以及扩散迁移所导致的“穿梭效应”等问题严重影响着锂硫电池的实际比容量和循环性能。石墨烯具有大的理论比表面积、优异的导电性、高的电化学稳定性和宏量可控的制备方法,是最具潜力的锂硫电池电极材料之一。
2、因此，如何提供一种石墨烯材料以及能够改善锂硫电池多硫化物的穿梭现象，增加导电性，进而提高锂硫电池的电化学性能的锂硫电池是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法，解决现有锂硫电池多硫化物的穿梭现象严重，实际比容量和循环性能差的问题，提高锂硫电池的电化学性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供了一种引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法，包括硫-石墨烯复合正极材料、导电剂和粘结剂；其中，
4、所述硫-石墨烯复合正极材料包括氧化石墨烯和硫；所述氧化石墨烯的材料为膨胀石墨；所述硫-石墨烯复合正极材料、导电剂和粘结剂的质量比为8:1:1。
5、优选的，在上述引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法中，所述导电剂为super p、科琴黑或碳纳米管中的任意一种。
6、优选的，在上述引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法中，所述粘结剂为pvdf、
7、优选的，在上述引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法中，所述氧化石墨烯采用hummers法制备，包括如下步骤：
8、(1)将膨胀石墨、硝酸钠和浓硫酸加入烧杯中，并在室温下搅拌；
9、(2)将上述搅拌完成后的烧杯放入0℃的恒温水浴槽中继续搅拌，同时缓慢加入高锰酸钾，加完后，将烧杯放入30-40℃的水浴槽中继续搅拌25-40min；
10、(3)加入去离子水搅拌45-60min后，加入水继续搅拌，同时加入30％的双氧水，反应完全后停止搅拌，静置12-15h，倒掉上层清液；
11、(4)加入5％的稀盐酸溶液洗涤，搅拌4-6min，静置分层后倒掉上层液体，反复两次之后用水清洗并离心分离5-6次，倒掉上层的水，即得氧化石墨烯，放入冰箱保鲜储存。
12、优选的，在上述引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法中，步骤(1)中所述膨胀石墨为1-3g，所述硝酸钠为1-2g，所述浓硫酸为45-55ml，所述搅拌时间为20-30h。
13、优选的，在上述引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法中，步骤(2)中所述高锰酸钾为5-7g。
14、优选的，在上述引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法中，步骤(3)中所述去离子水加入量为80-100ml，并分三次加入，每次加完后均搅拌15-20min；所述水的加入量为260-300ml，所述上层清液为强酸。
15、优选的，在上述引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法中，步骤(4)中所述稀盐酸溶液加入量为280-320ml，所述离心分离的离心速度为1900-2300rpm，时间为10-15min，温度为10℃以下。
16、另一方面，本专利技术提供了一种上述引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法的制备方法，包括如下步骤：
17、s1：复合材料的制备：将氧化石墨烯加入硫的溶液中充分搅拌，经干燥、热处理得到硫-石墨烯复合材料；
18、s2：调桨：将s1中复合材料及导电剂、粘结剂按比例研磨调制成浆料；
19、s3：涂覆：将s2中浆料均匀的涂覆在集流体上，得到涂覆好的极片；
20、s4：干燥：将s3中极片放入真空干燥箱中进行干燥；
21、s5：切片和称重：将干燥后的极片用切片机冲成直径10-13mm的圆形极片并进行称重备用。
22、优选的，在上述引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法的制备方法中，步骤s3中所述集流体为铝箔或碳纸中的一种。
23、优选的，在上述引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法的制备方法中，步骤s4中所述干燥温度为50-70℃，干燥时间为11-13h。
24、本专利技术提供了一种引入石墨烯的锂硫电池及其制备方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
25、(1)本专利技术通过将石墨烯材料引入锂硫电池中，合成了硫-石墨烯复合正极材料，其中，石墨烯表面可以修饰含氧官能团，这些含氧官能团可以充当吸附多硫离子的点位，抑制多硫离子的溶解扩散，从而改善锂硫电池多硫化物的穿梭现象，进而提高锂硫电池的电化学性能；
26、(2)本专利技术采用hummers法制备石墨烯，可以得到高质量的石墨烯材料，是由单层碳原子构成的单层碳材料，具有十分优异的导电性，有利于增加锂硫电池的导电性，满足锂硫电池实际应用的需要。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种引入石墨烯的锂硫电池，其特征在于，包括硫-石墨烯复合正极材料、导电剂和粘结剂；
2.根据权利要求1所述的引入石墨烯的锂硫电池，其特征在于，所述导电剂为Super P、科琴黑或碳纳米管中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的引入石墨烯的锂硫电池，其特征在于，所述粘结剂为PVDF、CMC/SBR或PAA中的任意一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的引入石墨烯的锂硫电池，其特征在于，所述氧化石墨烯采用hummers法制备，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的引入石墨烯的锂硫电池，其特征在于，步骤(1)中所述膨胀石墨为1-3g，所述硝酸钠为1-2g，所述浓硫酸为45-55ml，所述搅拌时间为20-30h；
6.根据权利要求4所述的引入石墨烯的锂硫电池，其特征在于，步骤(3)中所述去离子水加入量为80-100ml，并分三次加入，每次加完后均搅拌15-20min；
7.根据权利要求4所述的引入石墨烯的锂硫电池，其特征在于，步骤(4)中所述稀盐酸溶液加入量为280-320ml，所述离心分离的离心速度为190
8.权利要求1-7任一项所述的引入石墨烯的锂硫电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的引入石墨烯的锂硫电池的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述集流体为铝箔或碳纸中的一种。
10.根据权利要求8所述的引入石墨烯的锂硫电池的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述干燥温度为50-70℃，干燥时间为11-13h。
...【技术特征摘要】
1.一种引入石墨烯的锂硫电池，其特征在于，包括硫-石墨烯复合正极材料、导电剂和粘结剂；
2.根据权利要求1所述的引入石墨烯的锂硫电池，其特征在于，所述导电剂为super p、科琴黑或碳纳米管中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的引入石墨烯的锂硫电池，其特征在于，所述粘结剂为pvdf、cmc/sbr或paa中的任意一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的引入石墨烯的锂硫电池，其特征在于，所述氧化石墨烯采用hummers法制备，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的引入石墨烯的锂硫电池，其特征在于，步骤(1)中所述膨胀石墨为1-3g，所述硝酸钠为1-2g，所述浓硫酸为45-55ml，所述搅拌时间为20-30h；
6.根据权利要求4所述的引入石墨...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文珺，王喜乐，刘庆，康领，赵腾飞，刘剑波，
申请(专利权)人：华能湖北新能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。