[发明专利]一种基于石墨烯阵列的碳硫复合电极及二次电池

权利要求书

1.一种复合电极，包括：

（a）石墨烯阵列，其特征在于，所述石墨烯阵列垂直生长于导电基底上；

（b）碳纳米管；和

（c）硫。

2.如权利要求1所述的复合电极，其特征在于，所述导电基底包括但不限于碳纤维、石墨、玻态碳、钛、镍、不锈钢、铁、铜、锌、铅、锰、镉、金、银、铂、钽、钨、导电塑料、导电橡胶或高掺杂硅等金属或非金属。

3.如权利要求1所述的复合电极，其特征在于，所述碳纳米管直接生长在石墨烯表面。

4.如权利要求1所述的复合电极，其特征在于，所述硫均匀负载于生长有碳纳米管的石墨烯阵列复合材料表面及空隙中，硫与上述复合材料的质量比为1:5~1:20。

5.权利要求1所述的复合电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，石墨烯阵列的制备：通过等离子体增强化学气相沉积在导电基底表面生长垂直取向石墨烯；

步骤2，复合碳纳米管： 通过化学气相沉积法在已制备好的垂直取向石墨烯的表面直接生长碳纳米管；

步骤3：复合硫：通过热处理或者溶液浸渍方式在生长有碳纳米管的石墨烯阵列复合材料表面及空隙中负载硫。

6.如权利要求5所述的复合硫的方法，其特征在于，将制备好的生长有碳纳米管的石墨烯阵列复合材料与单质硫按一定比例放入管式炉中，在惰性气体保护下加热至100~500℃得到复合电极。

7.如权利要求5所述的复合硫的方法，其特征在于，将单质硫加热至熔融态，在惰性气体保护下将制备好的碳纳米管阵列放入其中，保持5~10h后取出放入烘箱中干燥，形成复合电极；

如权利要求5所述的复合硫的方法，其特征在于，将硫溶于二硫化碳等有机溶剂形成含硫溶液，将生长有碳纳米管的石墨烯阵列复合材料置于其中浸渍，干燥后得到复合电极。

8.一种二次铝电池，包括：

(a) 正极，其特征在于，正极为权利要求1中所述的复合电极；

(b) 含铝负极活性材料；

(c) 非水含铝电解液。