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专利号: 2016108120496
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:

1.一种石墨烯包覆蚕沙多级孔炭硫复合正极材料,其特征在于:该材料在1.0C下放电容量高达1000mAh/g以上,且在1.0C下循环200圈后的放电比容量高达800mAh/g以上,容量保持率高达90%以上。

2.如权利要求1所述的石墨烯包覆蚕沙多级孔炭硫复合正极材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤,(1)蚕沙多级孔炭的制备:将蚕沙与ZnCl2粉末混合,置于高温管式炉中,通保护气体吹扫后,加热反应得到蚕沙多级孔炭SPCH;

(2)蚕沙多级孔炭上载硫:先将蚕沙多级孔炭放入石英管中,再倒入硫粉进石英管中,不与蚕沙多级孔炭直接接触;抽真空、密封后放入烘干箱,升温至120~160℃,然后恒温保持8~20h后取出自然冷却至室温,得到SPCH/S1复合材料;

(3)二次载硫:将SPCH/S1复合材料置于硫代硫酸钠溶液中静置,再滴加盐酸溶液进行化学沉积二次载硫反应2~5h,离心过滤后,在烘干得到蚕沙多级孔复合硫正极材料;

(4)石墨烯包覆过程:将SPCH/S复合材料置于氧化石墨烯的水溶液中,SPCH/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,得到石墨烯包覆蚕沙多级孔炭硫复合正极材料G-SPCH/S。

3.根据权利要求2所述的石墨烯包覆蚕沙多级孔炭硫复合正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中加热反应温度为300-700℃,时间为0.5~5小时。

4.根据权利要求2所述的石墨烯包覆蚕沙多级孔炭硫复合正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中ZnCl2和蚕沙的质量比为1~6:1。

5.根据权利要求2所述的石墨烯包覆蚕沙多级孔炭硫复合正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中石英管内真空度≤100Pa。

6.根据权利要求2所述的石墨烯包覆蚕沙多级孔炭硫复合正极材料的制备方法,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℃/min的升温速率从室温升至120~160℃;

(b)恒温过程:置于120~160℃保持10~15h;

(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。

7.根据权利要求2所述的石墨烯包覆蚕沙多级孔炭硫复合正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中硫代硫酸钠溶液与SPC/S1复合材料的质量比为4~10:1。

8.根据权利要求2或5所述的石墨烯包覆蚕沙多级孔炭硫复合正极材料的制备方法,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。

9.根据权利要求2所述的石墨烯包覆蚕沙多级孔炭硫复合正极材料的制备方法,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

3~10wt%。

10.根据权利要求2所述的石墨烯包覆蚕沙多级孔炭硫复合正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中微波的反应温度控制在100-150℃,反应时间为5-15min。