1.一種鋰硫電池復(fù)合正極材料,其特征在于,是以氧化石墨烯作為電池正極材料的基體,將氧化石墨烯與鐵電材料復(fù)合后,得到石墨烯/鐵電復(fù)合材料,然后將石墨烯/鐵電復(fù)合材料再與納米硫按照3:7的質(zhì)量比例混合,制備成鋰硫電池復(fù)合正極材料;所述鐵電材料為鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈮酸鉀、鈦酸鍶、鈮酸鋰或者鋯鈦酸鉛中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池復(fù)合正極材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟1,石墨烯/鐵電復(fù)合材料的制備:
向氧化石墨烯中加入無水乙醇,其中氧化石墨烯與無水乙醇的比例為40mg:40ml,超聲0.5h,得到超聲氧化石墨烯溶液;鐵電材料分散在去離子水中,其中鐵電材料與去離子水的比例為1mg:1ml,氧化石墨烯與鐵電材料的質(zhì)量比例是1~1.5:1,超聲0.5h,得到超聲鐵電材料溶液;
將超聲氧化石墨烯溶液與超聲鐵電材料溶液混合均勻,超聲0.5h,然后攪拌0.5h,得到氧化石墨烯復(fù)合物;
將得到的氧化石墨烯復(fù)合物轉(zhuǎn)移到水熱釜中,在120-220℃下反應(yīng)8h,自然冷卻后依次用去離子水和75%酒精離心清洗,得到還原氧化石墨烯復(fù)合物;
最后將還原氧化石墨烯復(fù)合物在60-80℃下真空干燥12-24h,得到石墨烯/鐵電復(fù)合材料;
步驟2,將步驟1的石墨烯/鐵電復(fù)合材料與納米硫復(fù)合:
將石墨烯/鐵電復(fù)合材料研磨30min,然后加入納米硫,再研磨30min,混合均勻,其中石墨烯/鐵電復(fù)合材料與納米硫的質(zhì)量比例3:7,得到石墨烯/鐵電復(fù)合材料與納米硫的混合物;在充滿氮?dú)猸h(huán)境下將石墨烯/鐵電復(fù)合材料與納米硫的混合物放入水熱釜中,將水熱釜轉(zhuǎn)移至充有氮?dú)獾墓苁綘t中,將管式爐以1℃/min的速率升溫至100-110℃,隨后以0.5℃/min的速率升溫至155-200℃,并在155-200℃保溫6-24h,最后冷卻至室溫,得到鋰硫電池復(fù)合正極材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰硫電池復(fù)合正極材料的制備方法,其特征在于,步驟1中,離心的條件為7000-9000rpm,室溫8-12min。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰硫電池復(fù)合正極材料的制備方法,其特征在于,步驟1中,真空干燥的壓力為-0.1Mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池復(fù)合正極材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟1,石墨烯/鐵電復(fù)合材料的制備:
向氧化石墨烯中加入去離子水,其中氧化石墨烯與去離子水的比例為5.5mg:100ml,超聲1.5h,然后加入鐵電材料,其中氧化石墨烯與鐵電材料的質(zhì)量比例是1~1.5:1;超聲1h,隨后轉(zhuǎn)移到攪拌器上,攪拌24h,得到氧化石墨烯復(fù)合物;
將得到的氧化石墨烯復(fù)合物用去離子水離心清洗3次,得到干凈氧化石墨烯復(fù)合物;
最后將干凈氧化石墨烯復(fù)合物在80℃下干燥12h,得到石墨烯/鐵電復(fù)合材料;
步驟2,將步驟1得到的石墨烯/鐵電復(fù)合材料與納米硫復(fù)合:
將石墨烯/鐵電復(fù)合材料研磨30min,加入0.1g/100ml的十二基硫酸鈉溶液,超聲1h,得到超聲處理復(fù)合材料溶液;其中,石墨烯/鐵電復(fù)合材料與十二基硫酸鈉溶液的比例為30mg:40ml;
將納米硫加入去離子水中,超聲1h,得到超聲處理納米硫溶液;其中,石墨烯/鐵電復(fù)合材料與納米硫的質(zhì)量比例3:7;
將得到超聲處理復(fù)合材料溶液與超聲處理納米硫溶液混合均勻,轉(zhuǎn)移至水熱釜中,160℃保溫12h,自然冷卻至室溫,得到鋰硫前體材料;
將鋰硫前體材料先用去離子水清洗三次,再用75%酒精清洗三次,最后于70℃下干燥12h,得到鋰硫電池復(fù)合正極材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池復(fù)合正極材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟1,石墨烯/鐵電復(fù)合材料的制備:
向氧化石墨烯中加入去離子水,其中氧化石墨烯與去離子水的比例為0.4~0.6g:70~100ml,超聲1-3h,隨后轉(zhuǎn)移到攪拌器上,連續(xù)攪拌0.5-4h,攪拌過程中依次加入硝酸鋇、氫氧化鈉和二氧化鈦,得到氧化石墨烯復(fù)合物;
其中,氧化石墨烯與硝酸鋇的質(zhì)量比例為0.4~0.6:0.4~0.6,氧化石墨烯與氫氧化鈉的質(zhì)量比例為0.4~0.6:18~21,氧化石墨烯與二氧化鈦的質(zhì)量比例為0.4~0.6:0.1~0.2;
將得到的氧化石墨烯復(fù)合物轉(zhuǎn)移到水熱釜中,在120-220℃下反應(yīng)10-16h,自然冷卻后依次用0.1mol/L硝酸、去離子水和75%酒精離心清洗,得到還原氧化石墨烯復(fù)合物;
最后將還原氧化石墨烯復(fù)合物在60-80℃下真空干燥12-24h,得到石墨烯/鐵電復(fù)合材料;
步驟2,將步驟1得到的石墨烯/鐵電復(fù)合材料與納米硫復(fù)合:
將石墨烯/鐵電復(fù)合材料研磨30min,然后加入納米硫,再研磨30min,混合均勻,其中,石墨烯/鐵電復(fù)合材料與納米硫的質(zhì)量比例3:7,得到石墨烯/鐵電復(fù)合材料與納米硫的混合物;在充滿氮?dú)猸h(huán)境下將石墨烯/鐵電復(fù)合材料與納米硫的混合物放入水熱釜中,將水熱釜轉(zhuǎn)移至充有氮?dú)獾墓苁綘t中,將管式爐以1℃/min的速率升溫至100-110℃,隨后以0.5℃/min的速率升溫至155-200℃,并在155-200℃保溫6-24h,最后冷卻至室溫,得到鋰硫電池復(fù)合正極材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰硫電池復(fù)合正極材料的制備方法,其特征在于,所述二氧化鈦是二氧化鈦P25,是平均粒徑為25納米的銳鈦礦晶和金紅石晶混合相的二氧化鈦。