[發明專利]一種高性能鋰硫電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010134431.2
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111342009B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 張永光;劉加兵
• 申請（專利權）人: 肇慶市華師大光電產業研究院
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/052;C01B32/182
• 代理公司: 天津市尚文知識產權代理有限公司 12222
• 代理人: 郭平平

1.一種高性能鋰硫電池正極材料，其特征在于，該正極材料為具有三維泡沫結構的石墨烯與V₂C Mxene的復合材料；該復合材料通過以下步驟制備所得：

（1）制備石墨烯與V₂C Mxene水相分散混合液：首先稱取石墨烯均勻水相分散液，加入去離子水，稀釋、攪拌得到石墨烯均勻分散體，然后將V₂C Mxene溶液加入至石墨烯均勻分散體中，連續攪拌形成均勻的石墨烯與V₂C Mxene水相分散混合液，該水相分散混合液中石墨烯與V₂C Mxene的質量比為10:1；

（2）制備吸附有石墨烯與V₂C Mxene的泡沫基材：首先將泡沫基材進行洗滌、干燥，然后浸泡至步驟（1）所得的石墨烯與V₂C Mxene水相分散混合液中,攪拌處理15～60分鐘后取出干燥；重復上述浸泡過程3～5次,得到吸附有石墨烯與V₂C Mxene的泡沫基材；

（3）制備具有三維泡沫結構的石墨烯與V₂C Mxene的復合材料：首先稱取FeCl₃· 6H₂O，再將量取的鹽酸倒入FeCl₃· 6H₂O中，待FeCl₃· 6H₂O完全溶解在鹽酸中，再量取去離子水倒入，配制成FeCl₃的鹽酸溶液，其中FeCl₃與鹽酸溶液的摩爾比為1:1，且兩者的摩爾濃度均為1mol/L；然后將步驟（2）所得吸附有石墨烯與V₂C Mxene的泡沫基材完全浸泡于FeCl₃的鹽酸溶液中進行浸泡，完全將泡沫基材刻蝕后取出，先后用去離子水和無水乙醇洗滌至中性，在60℃下干燥2h，即得具有三維泡沫結構的石墨烯與V₂C Mxene的復合材料。

2.根據權利要求1所述高性能鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述步驟（1）中稱取5mL濃度為10mg/mL的石墨烯均勻水相分散液，加入去離子水，將其稀釋為4mg/mL；V₂C Mxene溶液的濃度為5mg/mL。

3.根據權利要求1所述高性能鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述步驟（1）中稀釋后的石墨烯均勻水相分散液攪拌0.5h；加入1mL濃度為5mg/mL的V₂C Mxene溶液，連續攪拌0.5h形成均勻的石墨烯與V₂C Mxene水相分散混合液。

4.根據權利要求1所述高性能鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述步驟（2）中泡沫基材依次用去離子水和無水乙醇各洗滌一次并在60℃干燥1h。

5.根據權利要求1所述高性能鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述步驟（3）中在80℃下進行浸泡3h。

6.根據權利要求1或4所述高性能鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述泡沫基材為泡沫鎳。