频率为30?40kHz。其它与【具体实施方式】四或五相同。
[0030]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】四至七之一不同的是步骤三中真空干燥箱中的真空度为<133Pa。其它与【具体实施方式】四至七之一相同。
[0031]【具体实施方式】九:利用【具体实施方式】一所述的石墨烯基柔性锂硫电池正极材料制备正极的方法如下:利用上述的石墨烯基柔性锂硫电池正极材料制备正极的方法如下:将石墨烯基柔性锂硫电池正极材料，用2?1MPa的压力压制，再冲成片材，得到厚度20?100微米石墨烯基柔性锂硫电池正极。
[0032]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】九不同的是石墨烯基柔性锂硫电池正极的厚度为50微米。其他与【具体实施方式】九相同。
[0033]用下面的试验验证本发明的有益效果:
[0034]试验1:本试验I的石墨烯基柔性锂硫电池正极材料的制备方法，按以下步骤进行:
[0035]—、将 1ml 浓度为 125mg/ml 的 Na2S2O3.5H20 溶液与 20ml 浓度为 0.4mg/ml 的还原石墨烯分散液混合，并进行超声分散处理60分钟；
[0036]其中还原石墨烯是购于南京先丰纳米材料科技有限公司的氧化石墨烯分散液。
[0037]二、在频率为30kHz的超声辅助下，向混合液中加入盐酸溶液直至混合液的pH值为6，继续超声处理50分钟，将混合液进行真空抽滤，并采用超纯水进行洗涤至滤液中无未反应的物质和可溶性反应产物；
[0038]三、将真空抽滤产物连同滤膜一起放入到真空干燥箱中，在温度为65°C的条件下干燥72h后取出；
[0039]四、将滤膜与滤膜上的物质分离，得到石墨烯基柔性锂硫电池正极材料。
[0040]本试验制备的石墨烯基柔性锂硫电池正极材料的扫描电镜照片如图1所示，从图1中可以看出，单质硫颗粒被片状还原石墨烯均匀地包覆的柔性薄膜，可以计算出，单质硫的质量百分数为60%。利用上述的石墨烯基柔性锂硫电池正极材料制备正极的方法如下:将石墨烯基柔性锂硫电池正极材料，用SMPa的压力压制5分钟后，采用冲片机冲成直径为12mm的圆片，得到厚度为80 μm的石墨稀基柔性锂硫电池正极。将本试验制备的石墨稀基柔性锂硫电池正极转移到氩气手套箱中，与金属锂负极组装成纽扣电池，纽扣电池中的电解液是在溶剂中添加二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)和LiNO3得到的溶液，其中溶剂为体积比为1:1的I，3-二氧环戊烧(DOL)和I，2-二甲氧基乙烧(DME)的混合液，二(三氟甲基磺酰)亚胺锂的浓度为lmol/L，LiNO^浓度为0.lmol/L。
[0041]对纽扣电池进行电性能测试，其中该电池在0.1C充放电倍率下的首次充放电曲线图如图2所示，该电池在0.1C充放电倍率下的的循环性能图如图3所示，从图2和图3可以看出，充放电截止电压相对于Li/Li+为1.5?3V，其中本试验所述的充电和放电容量皆指以正极整体质量计算的比容量。
【主权项】
1.一种石墨烯基柔性锂硫电池正极材料，其特征在于该材料是单质硫颗粒被片状还原石墨烯均匀地包覆的柔性薄膜，其中柔性薄膜中单质硫的质量百分数为15%?70%，还原石墨烯的质量百分数为30%?85%。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯基柔性锂硫电池正极材料，其特征在于单质硫的质量百分数为40%。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯基柔性锂硫电池正极材料，其特征在于单质硫的质量百分数为50%。
4.制备权利要求1所述的一种石墨烯基柔性锂硫电池正极材料的方法，其特征在于该方法，按以下步骤进行: 一、将硫代硫酸钠溶液与还原石墨烯分散液混合，并进行超声分散处理；其中硫代硫酸钠与还原石墨稀的质量比为I: (0.087?1.148)； 二、在超声辅助下，向混合液中加入盐酸溶液直至混合液的PH值小于7，继续超声处理30?50分钟，将混合液进行真空抽滤，并采用超纯水洗涤至滤液中无未反应的物质及可溶性反应产物； 三、将真空抽滤产物连同滤膜一起放入到真空干燥箱中，在温度为65?75°C的条件下干燥60?72h后取出； 四、将滤膜与滤膜上的物质分离，得到石墨烯基柔性锂硫电池正极材料。
5.根据权利要求4所述的一种石墨烯基柔性锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤一中超声分散处理的时间为40?80分钟。
6.根据权利要求4或5所述的一种石墨烯基柔性锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤二中pH值为5?6。
7.根据权利要求4或5所述的一种石墨烯基柔性锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤二中超声辅助时超声波的频率为30?40kHz。
8.根据权利要求4或5所述的一种石墨烯基柔性锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤三中真空干燥箱中的真空度为< 133Pa。
9.利用权利要求1所述的石墨烯基柔性锂硫电池正极材料制备正极的方法，其特征在于该方法如下:将石墨烯基柔性锂硫电池正极材料，用2?1MPa的压力压制，再冲成片材，得到厚度20?100微米石墨稀基柔性锂硫电池正极。
10.根据权利要求9所述的石墨烯基柔性锂硫电池正极材料制备正极的方法，其特征在于石墨烯基柔性锂硫电池正极的厚度为50微米。
【专利摘要】一种石墨烯基柔性锂硫电池正极材料、其制备方法以及正极的制备方法，本发明涉及柔性锂硫电池正极材料、其制备方法以及正极的制备方法。是要解决现有的碳纳米管-硫柔性电极的价格昂贵、成本高的技术问题。本发明的石墨烯基柔性锂硫电池正极材料是单质硫颗粒被片状还原石墨烯均匀地包覆的柔性薄膜。制备方法：将Na2S2O3溶液与还原石墨烯分散液混合后超声分散处理，然后在超声辅助下加入盐酸溶液，反应后真空抽滤、清洗、干燥，将滤膜与滤膜上的物质分离，得到石墨烯基柔性锂硫电池正极材料。再经压制、冲片后得到正极。当正极中硫的含量为60％时，电极比容量达到416mAh/g。本发明的正极材料可用于制备柔性锂硫电池。
【IPC分类】H01M4-38, H01M4-62, H01M4-36, H01M4-139
【公开号】CN104638246
【申请号】CN201510094832
【发明人】卢松涛, 吴晓宏, 秦伟
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年3月3日