[發明專利]石墨烯/活性炭微球作為正極材料的鋰硫電池的制備方法

有效

• 申請號: 201810040733.6
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108288697B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 林前鋒
• 申請（專利權）人: 湖南國盛石墨科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/052;H01M10/058
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;單香杰

1.一種石墨烯/活性炭微球作為正極材料的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，將石墨烯/活性炭微球材料與乙炔黑和PVDF按質量比80:10:10在NMP中混合均勻，涂覆在鋁箔上制得正極極片，以金屬鋰片為負極在手套箱中裝配成紐扣電池；其中，電解液為1MLiTFSI/DOL-DME，其體積比為1:1，隔膜為celgard2400微孔膜；

所述石墨烯/活性炭微球的制備方法，包括以下步驟：

S1.將蔗糖與碳纖維在去離子水溶液中混合，室溫下攪拌4~6h后，利用電磁超聲器進行超聲分散，所述超聲分散的功率為350～550W；所述超聲分散的時間為0.5～1h，得到混合溶液；

S2.將步驟S1所述混合溶液，通過超聲噴霧器霧化，所述霧化的流速為350~380cc/min，將霧化后的混合溶液，通入預先通有惰性氣體的真空管式爐內，進行恒溫處理，升溫至500~550℃，保溫28~30h；恒溫直至噴霧結束后再持續1h，待真空管式爐冷卻至室溫后，收集管內沉積的產物；

S3.將步驟S2所述產物與氧化石墨烯水溶液混合均勻，得到復合水溶液；再加入氫氧化鉀或氫氧化鈉，調節溶液PH至10以上，不斷攪拌得到氧化石墨烯包裹碳水化合物的分散液；

S4.將步驟S3所述分散液進行霧化干燥，得到復合粉體；

S5.步驟S4所述復合粉體進行研磨，所述研磨的轉速為320～350r/min，所述研磨的時間為0.8~1.5h；過100～300目篩后，放入通入惰性氣體的真空管式爐中，升溫至600～800℃，保溫時間為2~3h，待真空管式爐冷卻至室溫；收集所得產物，得到石墨烯/活性炭微球。

2.根據權利要求1所述石墨烯/活性炭微球作為正極材料的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，所述蔗糖與碳纖維的質量比為1:2。

3.根據權利要求1所述石墨烯/活性炭微球作為正極材料的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，所述蔗糖與碳纖維的總質量和去離子水的質量比為1:25。

4.根據權利要求1所述石墨烯/活性炭微球作為正極材料的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，所述蔗糖與碳纖維混合攪拌的時間是5h；所述超聲分散的功率為400~500W。

5.根據權利要求1所述石墨烯/活性炭微球作為正極材料的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，步驟S2所述真空管式爐的升溫速度是5～10℃/min。

6.根據權利要求1所述石墨烯/活性炭微球作為正極材料的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，步驟S5所述真空管式爐的升溫速度是5～10℃/min，保溫時間為3h。

7.根據權利要求1所述石墨烯/活性炭微球作為正極材料的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，所述惰性氣體為氮氣、氬氣中的一種。