一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料及制备方法
专利汇可以提供一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料及制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 石墨 烯包覆的锂硫 电池 正极材料 及制备方法。所述锂硫电池正极材料由以下步骤制得：a、将金属锂粉末、 碳 化 硅 粉末均匀混合得到混合粉末；b、将混合粉末使用氢气 刻蚀 后，接着通入氩气和二硫化碳气体进行 热处理 ，得到正极材料颗粒；c、将正极材料颗粒 压制成型 ，制得 石墨烯 包覆的锂硫电池正极材料。所述方法具有以下有益效果：本发明制备的正极材料无需额外添加导电剂，其载硫量高，致密性好，解决了传统合成过程中由于添加大量导电剂引起的载流量低的问题，在使用时，硫化锂在脱嵌过程中首先脱锂，仅出现体积收缩，不会引起外层包覆的石墨烯层破裂，从而提高电池的循环性能。，下面是一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料及制备方法专利的具体信息内容。
1.一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述锂硫电池正极材料是金属锂粉末与碳化硅混合后，进行氢气刻蚀，接着在氩气和二硫化碳气体下热处理，形成硫化锂的同时在表层包覆石墨烯层，压制成型而制得，具体的制备步骤为：
a、将金属锂粉末、碳化硅粉末加入球磨机，均匀混合，得到混合粉末；
b、将步骤a制得的混合粉末加入真空炉中，使用氢气刻蚀后，接着通入氩气和二硫化碳气体进行热处理，之后升温并保温一定时间，反应形成硫化锂和表层包覆的少量石墨烯，石墨烯与碳化硅共同形成包覆层，得到石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒；
c、将步骤b制得的石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒压制成型，制得石墨烯包覆的锂硫电池正极材料。
2.根据权利要求1所述一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤a中，球磨机为管式球磨机、棒式球磨机、卧式球磨机中的一种。
3.根据权利要求1所述一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：
步骤a中，金属锂粉末94 97重量份、碳化硅粉末3 6重量份。
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4.根据权利要求1所述一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤b中，真空炉为真空电阻炉、真空感应炉、真空电弧炉、真空电子束炉、真空等离子炉中的一种。
5.根据权利要求1所述一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤b中，氢气刻蚀的温度为700 800℃，压力为常压，时间为30 40min。
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6.根据权利要求1所述一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤b中，氩气、二硫化碳的体积比为1:0.5 1。
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7.根据权利要求1所述一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤b中，热处理的温度为650 750℃，时间为60 90min。
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8.根据权利要求1所述一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤b中，升温后的温度为1300 1400℃，保温时间为80 100min。
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9.根据权利要求1所述一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤c中，压制成型的压力为1 2MPa，保压时间为8 12s。
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10.权利要求1 9任一项所述方法制备得到的一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料。
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一种石墨烯包覆的锂硫电池正极材料及制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
a、将金属锂粉末、碳化硅粉末加入球磨机，均匀混合，得到混合粉末；
b、将步骤a制得的混合粉末加入真空炉中，使用氢气刻蚀后，接着通入氩气和二硫化碳气体进行热处理，之后升温并保温一定时间，反应形成硫化锂和表层包覆的少量石墨烯，石墨烯与碳化硅共同形成包覆层，得到石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒；
c、将步骤b制得的石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒压制成型，制得石墨烯包覆的锂硫电池正极材料。
具体实施方式
b、将步骤a制得的混合粉末加入真空炉电阻中，使用氢气刻蚀后，氢气刻蚀的温度为
750℃，压力为常压，时间为35min，接着通入氩气和二硫化碳气体进行热处理，氩气、二硫化碳的体积比为1:0.8，热处理的温度为700℃，时间为75min，之后升温并保温一定时间，升温后的温度为1350℃，保温时间为90min，反应形成硫化锂和表层包覆的少量石墨烯，石墨烯与碳化硅共同形成包覆层，得到石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒；
c、将步骤b制得的石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒压制成型，压制成型的压力为1.5MPa，保压时间为10s，制得石墨烯包覆的锂硫电池正极材料。
b、将步骤a制得的混合粉末加入真空炉感应中，使用氢气刻蚀后，氢气刻蚀的温度为
700℃，压力为常压，时间为40min，接着通入氩气和二硫化碳气体进行热处理，氩气、二硫化碳的体积比为1:0.5，热处理的温度为650℃，时间为90min，之后升温并保温一定时间，升温后的温度为1300 ℃，保温时间为100min，反应形成硫化锂和表层包覆的少量石墨烯，石墨~
烯与碳化硅共同形成包覆层，得到石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒；
c、将步骤b制得的石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒压制成型，压制成型的压力为1MPa，保压时间为12s，制得石墨烯包覆的锂硫电池正极材料。
b、将步骤a制得的混合粉末加入真空电弧炉中，使用氢气刻蚀后，氢气刻蚀的温度为
800℃，压力为常压，时间为30min，接着通入氩气和二硫化碳气体进行热处理，氩气、二硫化碳的体积比为1: 1，热处理的温度为750℃，时间为60min，之后升温并保温一定时间，升温后的温度为1400℃，保温时间为80min，反应形成硫化锂和表层包覆的少量石墨烯，石墨烯与碳化硅共同形成包覆层，得到石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒；
c、将步骤b制得的石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒压制成型，压制成型的压力为2MPa，保压时间为8s，制得石墨烯包覆的锂硫电池正极材料。
b、将步骤a制得的混合粉末加入真空电子束炉中，使用氢气刻蚀后，氢气刻蚀的温度为
720℃，压力为常压，时间为38min，接着通入氩气和二硫化碳气体进行热处理，氩气、二硫化碳的体积比为1:0.6，热处理的温度为680℃，时间为80min，之后升温并保温一定时间，升温后的温度为1330℃，保温时间为95min，反应形成硫化锂和表层包覆的少量石墨烯，石墨烯与碳化硅共同形成包覆层，得到石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒；
c、将步骤b制得的石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒压制成型，压制成型的压力为1MPa，保压时间为11s，制得石墨烯包覆的锂硫电池正极材料。
b、将步骤a制得的混合粉末加入真空等离子炉中，使用氢气刻蚀后，氢气刻蚀的温度为
780℃，压力为常压，时间为33min，接着通入氩气和二硫化碳气体进行热处理，氩气、二硫化碳的体积比为1:0.9，热处理的温度为720℃，时间为70min，之后升温并保温一定时间，升温后的温度为1380℃，保温时间为85min，反应形成硫化锂和表层包覆的少量石墨烯，石墨烯与碳化硅共同形成包覆层，得到石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒；
c、将步骤b制得的石墨烯均匀包覆硫化锂的正极材料颗粒压制成型，压制成型的压力为2MPa，保压时间为9s，制得石墨烯包覆的锂硫电池正极材料。
b、将步骤a制得的混合粉末加入真空电阻炉中，通入氩气和二硫化碳气体进行热处理，氩气、二硫化碳的体积比为1:0.8，热处理的温度为700℃，时间为75min，得到正极材料颗粒；
c、将步骤b制得的正极材料颗粒压制成型，压制成型的压力为1.5MPa，保压时间为10s，制得石墨烯包覆的锂硫电池正极材料。
50次、100次和200次时的正极体积Vi，根据公式计算体积变化率：B=（V-Vi）/V×100%。
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