【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電池材料，具體而言，涉及一種石墨烯厚度可控的石墨烯-氧化鈷復合材料制備方法、電極制備方法、隔膜制備方法及電池。
技術介紹
1、目前，新型能源的開發和綠色科學技術的進步是保證國家能源安全的強力手段。鋰硫電池作為新一代多電子高比能二次電池，以高達2600wh/kg的理論比能量和1675mah/g的理論比容量在高能量電動設備領域展現出巨大潛在應用價值。
2、鋰硫電池其正極單質硫具有低毒性、低成本、對環境污染小、儲量豐富等優點，但是鋰硫電池的充放電過程中仍存在如下致命缺點：硫單質極差的導電性會嚴重地阻礙電子的轉移，并影響電池的放電深度；充放電過程中單質硫與li2s的密度差異會破壞電極結構；可溶性的多硫化物引發的“穿梭效應”也會極大降低硫的利用率。
3、如何有效地實現比容量高、循環壽命長的鋰硫電池是亟需解決的問題。
4、有鑒于此，特提出本申請。
技術實現思路
1、本專利技術的第一個目的在于提供一種石墨烯厚度可控的石墨烯-氧化鈷復合材料制備方法，其利用等離子體增強化學氣相沉積法在四氧化三鈷上原位生長厚度可控的氮摻雜石墨烯來設計鋰硫電池用的高活性電催化劑，在制備得到的石墨烯-氧化鈷復合材料中，所構建的電催化劑衍生的異質界面緊密連接了高吸附的氧化物和導電石墨烯，可實現多硫化物的快速吸附、擴散、轉化，并加速充放電過程中的反應動力學。石墨烯殼層的厚度可控，鈷的價態可變，設計靈活性大大提高，同時還具備氮雜原子和空位雙重缺陷，使其具有更高的催化活性，有助于
2、本專利技術的第二個目的在于提供一種電極制備方法，其制備得到的電極能夠實現多硫化物的快速吸附、擴散、轉化，并加速充放電過程中的反應動力學，具備氮雜原子和空位雙重缺陷，具有更高的催化活性，有助于解決鋰硫電池循環壽命短、循環穩定性差等問題。
3、本專利技術的第三個目的在于提供一種隔膜制備方法，其制備得到的隔膜能夠實現多硫化物的快速吸附、擴散、轉化，并加速充放電過程中的反應動力學，具備氮雜原子和空位雙重缺陷，具有更高的催化活性，有助于解決鋰硫電池循環壽命短、循環穩定性差等問題。
4、本專利技術的第四個目的在于提供一種電池，其能夠實現多硫化物的快速吸附、擴散、轉化，并加速充放電過程中的反應動力學，循環壽命更長、循環穩定性好。
5、本專利技術的實施例是這樣實現的：
6、一種石墨烯厚度可控的石墨烯-氧化鈷復合材料制備方法，其包括如下步驟：
7、s1、將粒徑為50~500nm的四氧化三鈷放入cvd管式爐中，抽真空至基本壓力小于或等于1pa。
8、s2、用100sccm的ar氣流吹掃體系，在靠近爐口的上游以40~100w的功率產生射頻等離子體。
9、s3、當反應溫度達到400℃~800℃時，向石英管中引入10sccm的碳源氣流，穩定后繼續通入5~10sccm的氮氣氣流開始生長，生長12~60分鐘得到石墨烯-氧化鈷復合材料。
10、進一步的，碳源氣流包括：甲烷氣流和丙烯氣流中的至少一者。
11、一種電極制備方法，其包括如下步驟：
12、d1、取固含量為15%的la133原液0.5g，加入去離子水1.375g,攪拌2h，得到la133稀釋液。
13、d2、將活性物質硫、導電碳黑super?p按質量比例3:1混合制成s/c混合物，將s/c混合物于155℃熔硫8h，得到熔硫產物。
14、d3、向熔硫產物中加入la133稀釋液、以及上述的石墨烯厚度可控的石墨烯-氧化鈷復合材料制備方法制備得到的石墨烯-氧化鈷復合材料，并再次加入導電碳黑super?p，混合得到正極漿料。其中，熔硫產物、la133稀釋液、再次加入的導電碳黑super?p和石墨烯-氧化鈷復合材料的質量比為8：1：0.5：0.5。
15、d4、將正極漿料涂覆于鋁箔表面，并進行真空干燥，得到電極。其中，正極漿料的涂覆厚度為100μm。
16、一種隔膜制備方法，其包括如下步驟：
17、f1、取上述的石墨烯厚度可控的石墨烯-氧化鈷復合材料制備方法制備得到的石墨烯-氧化鈷復合材料、導電碳黑super?p和固體pvdf粉末，加入n-甲基吡咯烷酮后分散2h，得到隔膜漿料。其中，石墨烯-氧化鈷復合材料、導電碳黑super?p、固體pvdf粉末和n-甲基吡咯烷酮的質量比為21：6：3：120。
18、f2、將隔膜漿料涂覆于celgrad-2500隔膜表面，并進行真空干燥，得到隔膜。其中，隔膜漿料在celgrad-2500隔膜表面形成的濕膜厚度為100μm。
19、進一步的，隔膜漿料由攪拌裝置攪拌分散得到。攪拌裝置包括：安裝座、活動座和攪拌杯。
20、安裝座的一端開設有安裝腔。沿安裝腔的深度方向，活動座滑動配合于安裝腔當中。攪拌杯的底部容置并固定配合于安裝腔的口部，攪拌杯的口部可拆卸地配合有蓋體。
21、攪拌杯內容置有擋板，擋板垂直于攪拌杯的軸心線設置，擋板的外周緣與攪拌杯的內側壁貼合，擋板與攪拌杯之間滑動密封。
22、活動座固定安裝有基準套筒，基準套筒沿安裝腔的深度方向設置并貫穿攪拌杯的底部和擋板。沿基準套筒的軸向，攪拌杯和擋板均與基準套筒滑動密封。
23、活動座具有內腔。活動座還安裝有攪拌軸，攪拌軸可轉動地容置于基準套筒當中，攪拌軸一端延伸至內腔，另一端延伸至基準套筒之外。沿攪拌軸的軸向，攪拌軸固定配合于活動座。
24、攪拌軸具有擴徑段，擴徑段的外徑與基準套筒的外徑相同，且擴徑段的端面與基準套筒遠離活動座的一端端面相貼合。
25、攪拌軸與基準套筒之間轉動密封。內腔中設置有驅動器，驅動器與攪拌軸傳動配合。
26、攪拌軸具有軸向通孔，軸向通孔與攪拌軸同軸設置。軸向通孔內容置有芯體，芯體滑動配合于軸向通孔，內腔中安裝有第一線性驅動器，第一線性驅動器與芯體傳動配合。
27、擴徑段的外側壁開設有間隔設置的第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽均沿擴徑段的周向連續延伸成環形。第一凹槽位于擴徑段遠離基準套筒的一端，且第一凹槽貫穿至擴徑段的端壁。第二凹槽位于擴徑段靠近基準套筒的一端。
28、軸向通孔的孔壁開設有第一腔體和第二腔體。第一凹槽靠近第二凹槽的一端開設有與第一腔體連通的第一缺口，第二凹槽靠近第一凹槽的一端開設有與第二腔體連通的第二缺口。
29、第一凹槽內容置有第一攪拌棒，第一攪拌棒的一端鉸接于第一凹槽靠近第二凹槽的一端，第一攪拌棒的鉸接軸具有沿其周向設置的第一齒條，第一齒條經第一缺口伸入第一腔體。
30、第二凹槽內容置有第二攪拌棒，第二攪拌棒的一端鉸接于第二凹槽靠近第一凹槽的一端，第二攪拌棒的鉸接軸具有沿其周向設置的第二齒條，第二齒條經第二缺口伸入第二腔體。
31、第一腔體中安裝有第一傳動齒輪單元，第二腔體中安裝有第二傳動齒輪單元。芯體的側壁具本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種石墨烯厚度可控的石墨烯-氧化鈷復合材料制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的石墨烯厚度可控的石墨烯-氧化鈷復合材料制備方法，其特征在于，所述碳源氣流包括：甲烷氣流和丙烯氣流中的至少一者。
3.一種電極制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
4.一種隔膜制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
5.根據權利要求4所述的隔膜制備方法，其特征在于，所述隔膜漿料由攪拌裝置攪拌分散得到；所述攪拌裝置包括：安裝座、活動座和攪拌杯；
6.根據權利要求5所述的隔膜制備方法，其特征在于，在所述攪拌裝置中，所述第一攪拌棒靠近所述芯體的一側具有凸起部，當所述第一攪拌棒收納于所述第一凹槽中時，所述凸起部的端部與所述攪拌軸的端部相貼合，所述凸起部與所述芯體的側壁貼合。
7.根據權利要求6所述的隔膜制備方法，其特征在于，所述攪拌裝置還包括：基座和支架；所述支架架設于所述基座；
8.一種電池，其特征在于，包括：如權利要求1~2任一項所述的石墨烯厚度可控的石墨烯-氧化鈷復合材料制備方法制備得到的石墨烯-
...【技術特征摘要】
1.一種石墨烯厚度可控的石墨烯-氧化鈷復合材料制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的石墨烯厚度可控的石墨烯-氧化鈷復合材料制備方法，其特征在于，所述碳源氣流包括：甲烷氣流和丙烯氣流中的至少一者。
3.一種電極制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
4.一種隔膜制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
5.根據權利要求4所述的隔膜制備方法，其特征在于，所述隔膜漿料由攪拌裝置攪拌分散得到；所述攪拌裝置包括：安裝座、活動座和攪拌杯；
6.根據權利要求5所述的隔膜制備方法，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宋英澤，張云峰，高華，宋麗賢，魏錫均，康文彬，
申請(專利權)人：西南科大四川天府新區創新研究院，
類型：發明
國別省市：
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