[發(fā)明專利]一種過渡金屬硫化物與石墨烯的復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711008368.2
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107959005A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊植;賴玉崇;聶華貴;化五星;郭澤青;阮春平;黃少銘
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/052;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 溫州名創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司33258
• 代理人: 陳加利

1.一種過渡金屬硫化物與石墨烯的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括有以下步驟：

(1)將石墨烯和過渡金屬硫化物加入溶劑無水乙醇中，攪拌并超聲分散均勻，放入烘箱烘干，將混合好的石墨烯與過渡金屬硫化物在氬氣與氫氣混合氣中，加熱至700～800攝氏度20～30min，冷卻；

(2)將經(jīng)(1)處理的試劑加入溶劑N-甲基吡咯烷酮中，攪拌并超聲分散均勻，控制粘度在1000～10000cps，得到復(fù)合材料漿料；

(3)將步驟(2)所得復(fù)合材料漿料以100～150mm的厚度均勻涂刷在鋰硫電池正極材料表面，之后于40～60℃烘箱中烘干，得到過渡金屬硫化物與石墨烯復(fù)合材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述的過渡金屬硫化物為MoS₂，所述的石墨烯與過渡金屬硫化物的質(zhì)量比為1：1，所述無水乙醇的體積用量為60～100mL/g，所述的氬氣與氫氣氣體流量比是1：1，氣體流量為100mg/ml。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述溶劑N-甲基吡咯烷酮的體積用量以石墨烯的質(zhì)量計(jì)為60～100mL/g。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中,所述的鋰硫電池正極材料為多壁碳納米管/S正極材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的多壁碳納米管/S正極材料按如下方法制備得到：

(1)多壁碳納米管/S復(fù)合材料的制備：

將多壁碳納米管與單質(zhì)硫按質(zhì)量比1：1～4混合，研磨均勻后以料液質(zhì)量比1：10～15加入CS₂中攪拌，然后置于10～30℃下至CS₂揮發(fā)完全后，剩余物質(zhì)于120～160℃烘箱中保溫8～12h，之后冷卻至室溫，即得多壁碳納米管/S復(fù)合材料；

(2)多壁碳納米管/S正極材料的制備：

將步驟(1)所得多孔碳納米管/S復(fù)合材料與炭黑、聚偏氟乙烯按質(zhì)量比1：0.05～0.25：0.05～0.15混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮，攪拌并超聲分散均勻，控制粘度在1000～10000cps，得到漿料，將所得漿料以150～400mm的厚度均勻涂覆在集流體鋁箔上，然后將鋁箔轉(zhuǎn)移至40～60℃烘箱內(nèi)烘干，即得多孔碳納米管/S正極材料。

6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)制備方法制備的過渡金屬硫化物與石墨烯的復(fù)合材料。

7.一種根據(jù)權(quán)利要求6所述的過渡金屬硫化物與石墨烯的復(fù)合材料在鋰硫電池電極中的應(yīng)用，其特征在于：將該過渡金屬硫化物與石墨烯的復(fù)合材料做成復(fù)合材料漿料，涂覆在鋰硫電池電極的正極材料表面，形成過渡金屬硫化物與石墨烯的復(fù)合材料的功能膜。