一种用于锂硫电池的柔性碳硫复合正极材料的制作方法_3

文档序号:9434694阅读:来源:国知局
道中。然后采用锂箔为负极,多壁碳纳米管/硫/聚偏氟乙烯柔性复合薄膜为正极,组装形成柔性锂硫电池。该柔性复合电极材料在电化学测试结果表明,以活性硫材料质量作为基准,具有539mAh/g的初始电化学容量,并在1000个循环后保持234mAh/g的容量,呈现较高的比容量及较优的循环稳定性。
[0038]实施例10:
[0039]在FeMoMgAl层状双羟基金属氢氧化物表面通过流化床化学气相沉积法制备长度为40微米,平均直径为2纳米的单壁碳纳米管。通过盐酸液相水热处理,获得高纯的单壁碳纳米管,然后将该多壁碳纳米管通过液相超声分散,获得了长径比约为2000的多壁碳纳米管单分散溶液。然后在该溶液中加入0.2M的硫化钠,然后通入臭氧气体,即可在单壁碳纳米管表面形成了纳米硫颗粒。待原位化学形成复合材料后,加入聚四氟乙烯作为粘结剂,通过机械共混涂膜的方法,获得了多壁碳纳米管:活性硫:粘结剂的质量比为1:3:0.2的柔性正极材料,所获正极片的厚度为50微米,直径为2.5厘米。硫能均匀分散在单壁碳纳米管间2-40纳米的孔道中。然后采用锂箔为负极,多壁碳纳米管/硫/聚四氟乙烯柔性复合薄膜为正极,组装形成柔性锂硫电池。该柔性复合电极材料在电化学测试结果表明,以活性硫材料质量作为基准,具有1201mAh/g的初始电化学容量,并在400个循环后保持1034mAh/g的容量,呈现较高的比容量及较优的循环稳定性。
[0040]实施例11:
[0041]通过石墨氧化的方法,即采用重铬酸钾、硝酸钾、浓硫酸作为氧化剂获得氧化石墨,获得了氧化石墨溶液,通过洗涤获得PH在5的氧化石墨烯。在该氧化石墨中添加直径为3纳米,长度为3微米,长径比为1000的双壁碳纳米管作为防止石墨烯重叠的纳米碳。然后将该石墨烯溶液中加入硫代硫酸钠溶液,然后加入肼作为还原剂,原位化学复合获得石墨烯/碳纳米管/硫复合物。然后通过真空过滤成型,获得了石墨烯:双壁碳纳米管:活性硫的质量比为1:0.2:2的柔性正极材料,不含粘结剂。然后采用锂箔为负极,石墨烯/碳纳米管/硫柔性复合薄膜为正极,组装形成柔性锂硫电池。硫能均匀分散在石墨烯、碳纳米管间的微孔和介孔中。该柔性复合电极材料在电化学测试结果表明,以活性硫材料质量作为基准,具有1305mAh/g的初始电化学容量,并在50个循环后保持1224mAh/g的容量,呈现较高的比容量及较优的循环稳定性。
[0042]实施例12:
[0043]通过石墨氧化的方法,即采用重铬酸钾、硝酸钾、浓硫酸作为氧化剂获得氧化石墨,获得了氧化石墨溶液,通过洗涤获得PH在5的氧化石墨烯。在该氧化石墨中添加平均直径为25纳米的炭黑作为防止石墨烯重叠的纳米碳。然后将该石墨烯溶液中加入硫代硫酸钠溶液,然后加入肼作为还原剂,原位化学复合获得石墨烯/炭黑/硫复合物。然后通过真空过滤成型,获得了石墨烯:炭黑:活性硫的质量比为1:0.05:2的柔性正极材料,不含粘结剂,所获正极片的厚度为20微米,直径为2.5厘米。硫能均匀分散在石墨烯、碳纳米管间的微孔和介孔中。然后采用锂箔为负极,石墨烯/炭黑/硫柔性复合薄膜为正极,组装形成柔性锂硫电池。该柔性复合电极材料在电化学测试结果表明,以活性硫材料质量作为基准,具有1087mAh/g的初始电化学容量,并在500个循环后保持1001mAh/g的容量,呈现较高的比容量及较优的循环稳定性。
[0044]实施例13:
[0045]通过石墨氧化的方法,即采用重铬酸钾、硝酸钾、浓硫酸作为氧化剂获得氧化石墨,获得了氧化石墨溶液。采用该氧化石墨烯作为模板,在其表面原位生长介孔炭前驱物。然后通过过滤成膜,炭化,获得石墨烯-介孔炭柔性复合薄膜。然后将该薄膜与纳米硫颗粒熔融共热,获得了石墨烯:介孔炭:活性硫的质量比为1:1:5的柔性正极材料,不含粘结剂。硫能均匀分散在石墨烯、介孔炭的微孔和介孔中。然后采用锂箔为负极,石墨烯/介孔炭/硫柔性复合薄膜为正极,组装形成柔性锂硫电池。该柔性复合电极材料在电化学测试结果表明,以活性硫材料质量作为基准,具有1059mAh/g的初始电化学容量,并在500个循环后保持911mAh/g的容量,呈现较高的比容量及较优的循环稳定性。
[0046]实施例14:
[0047]通过石墨氧化的方法,即采用重铬酸钾、硝酸钾、浓硫酸作为氧化剂获得氧化石墨,获得了氧化石墨溶液。通过过滤干燥真空膨胀,获得了热还原的石墨烯。该石墨烯多孔,然后将该石墨烯与硫颗粒机械共混,然后在155°C熔融共热30min,然后在氮气氛围下200°C下吹扫Ihr去除粒径较大的硫颗粒。将该石墨烯/硫复合颗粒分散在N-甲基吡咯烷酮中,同时加入聚偏氟乙烯作为粘结剂,通过机械共混、涂膜成型,获得了厚度为15微米。然后打孔获得直径为2.5厘米的电极片,在该电极片中,硫能均匀分散在石墨烯的微孔和介孔中,石墨烯:活性硫:聚偏氟乙烯粘结剂的的质量比为1:5:0.5。其呈现柔性,可以作为正极材料与锂箔负极进行组装。通过电化学测试,结果表明,以活性硫材料质量作为基准,具有987mAh/g的初始电化学容量,并在500个循环后保持611mAh/g的容量,呈现较高的比容量。
[0048]实施例15:
[0049]在FeMgAl层状双羟基金属氢氧化物表面通过流化床化学气相沉积法制备长度为20微米,平均直径为10纳米的定向多壁碳纳米管。通过氢氧化钠与盐酸液相处理,获得高纯的多壁碳纳米管,然后将该多壁碳纳米管通过液相超声分散,获得了长径比约为2000的多壁碳纳米管单分散溶液。在分散液中加入少许多孔碳,0.4M的硫化钠,然后通入臭氧气体,即可在多壁碳纳米管表面形成纳米硫颗粒。通过过滤成型,获得了多壁碳纳米管:多孔碳:活性硫的质量比为1:0.08:3.5的柔性正极材料,不含粘结剂。硫能均匀分散在石墨烯、多孔碳组成的纳米复合材料的微孔和介孔中。然后采用锂箔为负极,多壁碳纳米管/多孔碳/硫柔性复合薄膜为正极,组装形成柔性锂硫电池。该柔性复合电极材料在电化学测试结果表明,以活性硫材料质量作为基准,具有983mAh/g的初始电化学容量,并在100个循环后保持934mAh/g的容量,呈现较高的比容量及较优的循环稳定性。
[0050]实施例16:
[0051]在FeMgO表面通过流化床化学气相沉积法制备长度为100微米,平均直径为2纳米的双壁碳纳米管。通过盐酸液相处理,获得高纯的双壁碳纳米管,然后将该多壁碳纳米管通过液相超声分散,获得了长径比约为50000的双壁碳纳米管单分散溶液。在分散液中加入少许石墨烯,0.2M的硫化钠,然后通入二氧化硫气体,即可在多壁碳纳米管表面形成了纳米硫颗粒。通过过滤成型,获得了多壁碳纳米管:石墨烯:活性硫的质量比为1:0.3:2的柔性正极材料,不含粘结剂。硫能均匀分散在石墨烯、石墨烯组成的纳米复合材料的微孔和介孔中。然后采用锂箔为负极,多壁碳纳米管/石墨烯/硫柔性复合薄膜为正极,组装形成柔性锂硫电池。该柔性复合电极材料在电化学测试结果表明,以活性硫材料质量作为基准,具有1039mAh/g的初始电化学容量,并在100个循环后保持910mAh/g的容量,呈现较高的比容量及较优的循环稳定性。
[0052]实施例17:
[0053]在Fe基粉体表面通过流化床化学气相沉积法制备长度为75微米,平均直径为15纳米的聚团状多壁碳纳米管。通过盐酸液相水热处理,获得高纯的多壁碳纳米管,然后将该多壁碳纳米管通过液相分散,加入表面活性剂和稳定剂,获得了长径比约为5000的多壁碳纳米管单
...
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1