中國儲能網(wǎng)訊：鋰硫電池由于具有高理論能量密度、低成本、環(huán)境友好等優(yōu)勢，已成為一大研究熱點(diǎn)。但是，目前已報道的大多數(shù)高容量、長循環(huán)性能鋰硫電池的硫含量較低，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。為解決以上問題，F(xiàn)ang等人制備出一種全石墨烯正極鋰硫電池，以孔隙率為3.51cm3g-1的多孔石墨烯(HPG)負(fù)載活性物質(zhì)硫，高導(dǎo)電石墨烯(HCG)作為集流體，部分氧化的石墨烯(POG)作為多硫吸附層，負(fù)載量可達(dá)80%，面密度5mgcm-2。
制備HPG：通過氧化石墨的熱剝離制備HPG。首先，利用改進(jìn)的Hummer法將石墨氧化。再將氧化石墨在空氣中、300℃熱剝離5分鐘，接著在Ar氣氛中以2℃/min的速率升溫至1000℃，保持3小時，即得到HPG。將HPG和S以1：4的比例混合，研磨30分鐘，移入水熱釜中，155℃保持15小時，即得到S/HPG復(fù)合材料。
制備POG吸附層：將GO的懸濁液冷凍干燥即得到GO的粉末，將GO的粉末以2℃/min的速率升溫至1000℃，保持2小時，得到POG，后分散在乙醇中，超聲20分鐘，真空抽濾到商用隔膜上，在空氣中，60℃下干燥24小時。
圖1硫正極的全石墨烯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
得到的全石墨烯正極中，因?yàn)镠CG較輕，所以提高了電池整體的能量密度，POG能與多硫化物以化學(xué)鍵結(jié)合，抑制了多硫化物的穿梭效應(yīng)，即使在400次循環(huán)后，電池仍有穩(wěn)定的循環(huán)性能，為更可靠的鋰硫電池提供了解決方案。
圖2全石墨烯硫正極電池的電化學(xué)性能。
