[发明专利]一种过渡金属硫化物与石墨烯的复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种过渡金属硫化物与石墨烯的复合材料的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：

(1)将石墨烯和过渡金属硫化物加入溶剂无水乙醇中，搅拌并超声分散均匀，放入烘箱烘干，将混合好的石墨烯与过渡金属硫化物在氩气与氢气混合气中，加热至700～800摄氏度20～30min，冷却；

(2)将经(1)处理的试剂加入溶剂N-甲基吡咯烷酮中，搅拌并超声分散均匀，控制粘度在1000～10000cps，得到复合材料浆料；

(3)将步骤(2)所得复合材料浆料以100～150mm的厚度均匀涂刷在锂硫电池正极材料表面，之后于40～60℃烘箱中烘干，得到过渡金属硫化物与石墨烯复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的过渡金属硫化物为MoS₂，所述的石墨烯与过渡金属硫化物的质量比为1：1，所述无水乙醇的体积用量为60～100mL/g，所述的氩气与氢气气体流量比是1：1，气体流量为100mg/ml。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述溶剂N-甲基吡咯烷酮的体积用量以石墨烯的质量计为60～100mL/g。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中,所述的锂硫电池正极材料为多壁碳纳米管/S正极材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的多壁碳纳米管/S正极材料按如下方法制备得到：

(1)多壁碳纳米管/S复合材料的制备：

将多壁碳纳米管与单质硫按质量比1：1～4混合，研磨均匀后以料液质量比1：10～15加入CS₂中搅拌，然后置于10～30℃下至CS₂挥发完全后，剩余物质于120～160℃烘箱中保温8～12h，之后冷却至室温，即得多壁碳纳米管/S复合材料；

(2)多壁碳纳米管/S正极材料的制备：

将步骤(1)所得多孔碳纳米管/S复合材料与炭黑、聚偏氟乙烯按质量比1：0.05～0.25：0.05～0.15混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮，搅拌并超声分散均匀，控制粘度在1000～10000cps，得到浆料，将所得浆料以150～400mm的厚度均匀涂覆在集流体铝箔上，然后将铝箔转移至40～60℃烘箱内烘干，即得多孔碳纳米管/S正极材料。

6.一种根据权利要求1-5任一项制备方法制备的过渡金属硫化物与石墨烯的复合材料。

7.一种根据权利要求6所述的过渡金属硫化物与石墨烯的复合材料在锂硫电池电极中的应用，其特征在于：将该过渡金属硫化物与石墨烯的复合材料做成复合材料浆料，涂覆在锂硫电池电极的正极材料表面，形成过渡金属硫化物与石墨烯的复合材料的功能膜。