MoxV2-xO5 y/石墨烯复合材料的结构与性能研究开题报告
2021-02-25 13:09:22
1. 研究目的与意义(文献综述)
21世纪是能源的世纪,世纪初叶随着各个国家经济的发展与进步,对于能量储备与利用的要求也越来越高,其中作为储能器件的锂离子电池近些年受到了广泛的关注[1]。锂离子电池具有较高的能量密度与相对简单的反应机理,在电子产品、航空航天等领域中得到了广泛的应用。而为了满足一些大功率用电设备,如电动汽车等的正常运行,锂离子电池的循环寿命、能量/功率密度、使用安全性等方面的标准也在逐渐提高[2-4]。
在锂离子电池的研究中,电极材料无疑是十分关键的一部分。其中过渡金属氧化物在作为金属电极时,能提供大量固定的锂离子结合点,有利于循环稳定与能量密度的提升[5],因此,大部分研究都集中于几种过渡金属的氧化物,如铁,钒,锰等。
在过渡金属氧化物中,钒氧化物因具有高电压平台,特有的层状结构和多价态或混合价态共存的特点,在电化学领域有着较好的应用前景。而这其中应用最广的就是层状的v2o5。v2o5层内为强共价键,层间由微弱的作用力连接,可供小分子或离子进行嵌入和脱出。当作为锂离子电池正极材料时,li 嵌入,形成不同相的lixv2o5[6],对应的理论比电容量高达294 mah/g。但是较低的电子电导率(10-2~10-3 s/cm)和离子迁移速率(10-12 cm-2/s)大大降低了钒氧化物的实际比电容量和循环稳定性[7-9]。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
(1)moxv2-xo5 y/石墨烯纳米复合材料的制备
采用溶胶凝胶结合冷冻干燥的方法制备moxv2-xo5 y纳米颗粒,首先分别制备了moo3溶胶与v2o5和氧化石墨烯的混合溶胶,再通过混合和冷冻干燥最终得到moxv2-xo5 y/石墨烯纳米复合材料。
3. 研究计划与安排
第1-2周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第3-5周:按照设计方案,制备moxv2-xo5 y/石墨烯纳米复合材料。
第6-12周:采用xrd、fe-sem、tg-dsc、cv等测试技术对复合材料的物相、显微结构、电化学性能进行测试。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] etacheri v, marom r, elazari r, et al. energy amp;environmental science, 2011,4(9): 3243-3262.
[2] goodenough j b, kim y. journal of power sources,1994, 51(1):79-104.
[3] wang s, lu z, wang d, et al. journal of materialschemistry, 2011, 21(17): 6365-6369
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