锂硫电池正极用石墨烯基氮掺杂多级孔碳纳米片/硫复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了锂硫电池正极用石墨烯基氮掺杂多级孔碳纳米片/硫复合材料及其制备方法和应用,碳纳米片为石墨烯基氮掺杂多级孔碳纳米片，是通过以氧化石墨烯和纳米二氧化硅作为双模板，在氧化石墨烯上原位生长聚吡咯、经高温碳化、氢氧化钾活化造孔后而获得，其碳纳米片厚度为10-25nm，比表面积为800-1600m²g^-1，孔径集中分布在0.8-6nm，结构为石墨烯作为碳纳米片中间层的类三明治型。丰富微孔、介孔和大比表面积碳纳米片可负载更多硫活性物质和有效地抑制多硫化物的溶解；超薄纳米片和微、介孔保证了电解液的扩散和离子的传输。这样的结构协同提高了该碳纳米片/硫复合材料应用于锂硫电池中的容量、循环稳定性、库仑效率以及倍率性能。