[发明专利]一种硫代尖晶石/石墨烯电极材料的制备方法及其电极材料

说明书

本发明公开了一种硫代尖晶石/石墨烯电极材料的制备方法及其电极材料，包括，将氧化石墨置于蒸馏水与乙二醇混合溶剂中超声分散均匀，制得氧化石墨烯溶液；将铁盐溶液和镍盐溶液混合，形成金属盐溶液；将硫源添加加到金属盐溶液中，搅拌均匀，形成混合溶液，所述硫源与所述镍盐溶液和所述锰盐溶液混合溶液中溶质的摩尔比为1:1～4；将混合溶液滴加到氧化石墨烯溶液中，搅拌；搅拌均匀后，60～180℃条件下水热反应6～18h，反应结束后冷却至室温，抽滤，洗涤干燥即得所述硫代尖晶石/石墨烯基电极材料。本发明通过制备硫代尖晶石/石墨烯基复合材料，简化了制备流程，提高了生产效率及电极材料的电化学性能。

技术领域

本发明属于电极材料技术领域，具体涉及一种硫代尖晶石/石墨烯电极材料的制备方法及其电极材料。

背景技术

尖晶石型氧化物大多具有AB₂O₄通式，具有能够提供三维扩散路径的坚固的晶体结构。因为该结构在充放电过程中能够促进电子的转移和防止晶体结构的坍塌，所以尖晶石型氧化物具有较高的电化学性能，因此此类材料被广泛应用做电极材料。而硫代尖晶石材料硫替代了氧的位置，在保留尖晶石结构，且与对应金属氧化物相比电负性增强，比容量增加。

目前，现有技术中硫代尖晶石/石墨烯复合材料的研究，大多是镍钴或者镍铜等硫代尖晶石与石墨烯复合，制备工艺繁杂，且金属硫化物电极材料虽然具有较高比容量，但在实际应用中，其电化学性能还是无法达到相关要求。

因此，本领域亟需一种硫代尖晶石/石墨烯电极材料的制备方法，保证电极材料优良的电化学性能的同时，实现简易制备流程，工艺易调节，提高生产效率。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。

因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供硫代尖晶石/石墨烯基电极材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种硫代尖晶石/石墨烯电极材料的制备方法，包括，将氧化石墨置于蒸馏水与乙二醇混合溶剂中超声分散均匀，制得氧化石墨烯溶液；将铁盐溶液和镍盐溶液混合，形成金属盐溶液，其中，所述铁盐溶液和所述镍盐溶液的中溶质的摩尔比为1：2；将硫源添加加到金属盐溶液中，搅拌均匀，形成混合溶液，所述硫源与所述镍盐溶液和所述锰盐溶液混合溶液中溶质的摩尔比为1:1～4；将混合溶液滴加到氧化石墨烯溶液中，搅拌；搅拌均匀后，60～180℃条件下水热反应6～18h，反应结束后冷却至室温，抽滤，收集沉淀物，洗涤，干燥，即得所述硫代尖晶石/石墨烯基电极材料，其中，氧化石墨烯质量分数为10～15％。

作为本发明所述硫代尖晶石/石墨烯电极材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述蒸馏水与乙二醇混合溶剂，其中，蒸馏水与乙二醇混合溶剂中蒸馏水与乙二醇的体积比为0.5～2。

作为本发明所述硫代尖晶石/石墨烯电极材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述将氧化石墨置于蒸馏水与乙二醇混合溶剂中超声分散均匀，其中，氧化石墨与所述蒸馏水与乙二醇混合溶剂的质量体积比以g：mL计为0.067～0.15：40。

作为本发明所述硫代尖晶石/石墨烯电极材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述超声分散，超声时间为30min，超声功率为250W，超声频率为40kHz。

作为本发明所述硫代尖晶石/石墨烯电极材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述铁盐包括氯化铁、硝酸铁和硫酸亚铁中的一种或几种。

作为本发明所述硫代尖晶石/石墨烯电极材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述镍盐包括醋酸镍、氯化镍和醋酸镍中的一种或几种。