液相制备石墨烯/硫复合材料及其在锂硫电池正极中的应用

吴旭¹，唐晓宁¹，黄鑫威¹，刘美丽¹，周文华¹，欧阳全胜^2,3,4

1. 贵州大学材料与冶金学院2. 贵州轻工职业技术学院先进电池与材料工程研究中心3. 贵州省普通高等学校石墨烯材料工程研究中心4. 废旧动力电池梯次利用及资源化省级协同创新中心

摘 要：采用氧化石墨烯（graphene oxide, GO）作为制备石墨烯的前驱体,通过液相还原自组装过程与硫纳米颗粒进行复合,获得了高性能的还原氧化石墨烯/硫（rGO/S）复合正极材料。利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱、X射线光电子能谱分析（XPS）等对材料微观形貌与结构进行表征。结果表明:硫纳米颗粒均匀分布在石墨烯片层间,并且硫纳米颗粒被石墨烯片层有效地封装,硫在35-rGO/S复合物中的质量分数高达83.6%。该35-rGO/S复合正极在0.2 C电流密度下初始放电容量可达1197.3 mAh·g^-1,经过200次循环后容量仍保持在730 mAh·g^-1左右,表现出优异的循环性能。

关键词：锂硫电池;石墨烯;自组装;硫纳米颗粒;