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专利号: 2016108120354
申请人: 广西大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料,其特征在于,该材料在1.0 C下放电容量高达990-1020 mAh/g,且在1.0 C下循环200圈后的放电比容量高达880 mAh/g以上,容量保持率高达90%以上;其制备方法包括如下步骤,(1) 微孔蚕沙的制备:将蚕沙与KOH粉末混合,置于高温管式炉中,通保护气体吹扫后,加热反应得到微孔蚕沙SPCM;

(2) 微孔蚕沙上载硫:先将微孔蚕沙放入石英管中,再倒入硫粉进石英管中,不与微孔蚕沙直接接触;抽真空、密封后放入烘干箱,升温至120~160 ºC,然后恒温保持8~20 h后取出自然冷却至室温,得到SPCM/S1复合材料;

(3)二次载硫:将SPCM/S1复合材料置于硫代硫酸钠溶液,静置,再滴加盐酸溶液进行化学沉积二次载硫反应2~5 h,离心过滤后,烘干得到微孔蚕沙复合硫正极材料SPCM/S;

(4) 石墨烯包覆过程:将SPCM/S复合材料置于氧化石墨烯的水溶液中,SPCM/S和氧化石墨烯的质量比在5-19 : 1,搅拌混合后,置于微波反应器中加热反应,得到石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料G-SPCM/S。

2.根据权利要求1所述的石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料,其特征在于:所述步骤(1)中反应温度范围为500-800 °C,反应时间为0.5-5 h。

3.根据权利要求1所述的石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料,其特征在于:所述步骤(1)中KOH和蚕沙的质量比为1~6 : 1。

4.根据权利要求1所述的石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料,其特征在于:所述步骤(2)中石英管内真空度≤100 Pa。

5.根据权利要求1所述的石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料,其特征在于:所述步骤(2)中烘干箱采用可程序控温烘干箱,具体控温过程:(a) 升温过程:以0.5~2.0 ºC/min的升温速率从室温升至120~160 ºC;

(b) 恒温过程:置于120~160 ºC保持10~15 h;

(c) 降温过程:恒温过程结束后立即从干燥箱内取出,自然冷却至室温。

6.根据权利要求1所述的石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料,其特征在于:所述步骤(3)中硫代硫酸钠溶液 与SPCM/S1复合材料的质量比为4~10 : 1。

7.根据权利要求1所述的石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料,其特征在于:所述步骤(3)中盐酸与硫代硫酸钠的摩尔比为3~11:1。

8.根据权利要求1所述的石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料,其特征在于:所述步骤(3)中硫代硫酸钠的浓度为0.03~0.20mol/L,所述步骤(3)中盐酸浓度为3~10 wt%。

9.根据权利要求1所述的石墨烯包覆微孔蚕沙硫复合正极材料,其特征在于:所述步骤(4)中微波反应温度控制在100-150 °C,反应时间为5-15 min。