1.一種石墨烯網絡硫電極材料,其特征是由石墨烯氣凝膠網絡硫形成的復合電極,由如下方法制備而成:
(1)石墨烯氣凝膠前驅體的制備:
將石墨粉與二胺、二酐溶于有機溶劑配成分散溶液,通過液相剝離得到石墨烯分散液,然后加入交聯劑,在30-50℃條件下攪拌30-50min得到石墨烯氣凝膠前驅體;
(2)石墨烯氣凝膠的制備
將步驟(1)得到的石墨烯氣凝膠前驅體加入脫水劑得到濕凝膠,進一步通入二氧化碳、氮氣和氬氣至少一中的發泡氣體發泡,并陳化2-4d, 然后在超臨界反應釜中,以乙醇為干燥介質,在超臨界狀態下干燥處理1-2h,進一步加入活潑金屬,置于管式爐中,在氬氣或氮氣保護下,于500-900℃保溫20-30min,得到石墨烯氣凝膠;
(3)石墨烯氣凝膠網絡硫
將步驟(2)得到的石墨烯氣凝膠趁熱送入真空反應釜,不斷攪拌,當石墨烯氣凝膠溫度降至200℃以下時,加入升華硫,真空反應釜真空壓力控制在0.06-0.08MPa,控制時間為15-35min,通過真空吸附法使升華硫完全封裝在石墨烯氣凝膠豐富的網絡結構中,冷卻后,進一步利用聚合物導電劑分散液包裹、干燥,得到石墨烯網絡硫電極材料;其中石墨烯氣凝膠與升華硫的質量比為1:(20-50);
其中,所述石墨分為純度大于98% 、D90粒徑<5μm的原礦石墨、精煉石墨、高定向熱解石墨和膨脹石墨中的至少一種;
所述的二胺為2,2'- 雙[4-(4- 氨基苯氧基苯基)] 丙烷、4,4’- 二氨基二苯醚、2,3,5,6-四氟對苯二胺、3,3',5,5'-四氟-4,4'-二氨基聯苯中的至少一種;
所述的二酐為3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐、1,2,3,4-環丁烷四酸二酐、1,2,4,5-環戊烷四酸二酐、1,2,4,5-環己烷四酸二酐中的至少一種;
所述的交聯劑為3- 氨丙基三乙氧基硅烷;
所述的脫水劑為乙酸酐和吡啶;
所述活潑金屬選自金屬鋰、金屬鈉或金屬鉀;
所述的聚合物導電劑分散液為聚噻吩、聚吡咯、聚亞苯基、聚苯胺、聚乙炔或聚芳胺分散于聚乙烯吡咯烷酮形成質量濃度為5-10%的分散液。
2.根據權利要求1所述一種石墨烯網絡硫電極材料,其特征在于:所述的有機溶劑為N- 甲基吡咯烷酮、N,N- 二甲基甲酰胺、N,N- 二甲基乙酰胺、二甲基亞砜中的至少一種。
3.根據權利要求1所述一種石墨烯網絡硫電極材料,其特征在于:所述石墨粉、二胺、二酐、交聯劑的使用質量比例為100:(4-6):(8-10):(0.2-0.5)。
4.根據權利要求1所述一種石墨烯網絡硫電極材料,其特征在于:所述的脫水劑用量為石墨粉質量的15-25%。
5.根據權利要求1所述一種石墨烯網絡硫電極材料,其特征在于:所述活潑金屬用量為石墨粉質量的1-3%。
6.根據權利要求1所述一種石墨烯網絡硫電極材料,其特征在于:所述的活潑金屬為金屬鋰。
7.根據權利要求1所述一種石墨烯網絡硫電極材料,其特征在于:所述液相剝離選用超聲波剝離或射流空化剝離。