鋰硫電池球狀結(jié)構(gòu)硫正極材料制備及改性研究的開題報告

鋰硫電池球狀結(jié)構(gòu)硫正極材料制備及改性研究的開題報告開題報告一、研究背景隨著新能源汽車等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對高性能、高能量密度、低成本的電池材料的需求越來越迫切。而鋰硫電池由于其較高的理論能量密度和低成本，近年來受到廣泛關(guān)注。鋰硫電池的正極材料主要為硫化物，其具有較高的比容量和比能量，但由于硫正極材料在充放電過程中會發(fā)生體積變化，導(dǎo)致電極微觀結(jié)構(gòu)的破壞和電解液損失等問題。此外，硫正極材料的導(dǎo)電性和離子傳導(dǎo)性也需要改善。因此，通過球狀結(jié)構(gòu)硫正極材料的制備及改性研究，可以有效地提高硫正極材料的電化學(xué)性能，進(jìn)一步提高鋰硫電池的能量密度和循環(huán)壽命。二、研究內(nèi)容和方法1.研究內(nèi)容本課題擬從以下三個方面進(jìn)行研究：（1）球狀結(jié)構(gòu)硫正極材料的制備方法研究；（2）利用導(dǎo)電性高的碳材料、導(dǎo)電高分子材料等對硫正極材料進(jìn)行表面改性；（3）通過比較硫正極材料的電化學(xué)測試結(jié)果，評估球狀結(jié)構(gòu)硫正極材料在鋰硫電池中的應(yīng)用前景。2.研究方法（1）球狀結(jié)構(gòu)硫正極材料的制備方法研究本課題將采用溶液法、水熱法、電化學(xué)沉積法等制備硫正極材料，然后通過掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等表征手段對其結(jié)構(gòu)形貌和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。（2）對硫正極材料進(jìn)行表面改性本課題將采用摻雜、表面修飾等方法對硫正極材料進(jìn)行改性，然后通過電化學(xué)測試、X射線衍射、傅里葉變換紅外光譜等表征手段對硫正極材料的電化學(xué)性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。（3）對硫正極材料的電化學(xué)性能進(jìn)行評估本課題將通過循環(huán)伏安法、恒流充放電測試等手段對球狀結(jié)構(gòu)硫正極材料的電化學(xué)性能進(jìn)行測試，比較其與普通硫正極材料在鋰硫電池中的應(yīng)用效果，評估球狀結(jié)構(gòu)硫正極材料在鋰硫電池中的應(yīng)用前景。三、預(yù)期成果通過本次研究，預(yù)期可以得到以下幾方面的成果：（1）制備出球狀結(jié)構(gòu)的硫正極材料，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和表征；（2）利用摻雜、表面修飾等方法對硫正極材料進(jìn)行改性，提高其電化學(xué)性能；（3）對球狀結(jié)構(gòu)硫正極材料在鋰硫電池中的應(yīng)用效果進(jìn)行評估，探索其應(yīng)用前景；（4）撰寫論文若干篇，參加學(xué)術(shù)會議，發(fā)表學(xué)術(shù)論文。四、進(jìn)度安排本研究將在兩年內(nèi)完成，具體進(jìn)度安排見下表：|時間|工作內(nèi)容||---|---||第一年|對球狀結(jié)構(gòu)的硫正極材料進(jìn)行制備并進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，初步探究硫正極材料的表面改性方法||第二年|對硫正極材料進(jìn)行表面改性，對球狀結(jié)構(gòu)硫正極材料的電化學(xué)性能進(jìn)行測試及分析，撰寫論文|五、參考文獻(xiàn)1.ZhangQ.,PanA.,ZhouW.etal.Ball-millingsynthesizedhydrazine-activatedgraphite-likecarbonnitrideandcarbonforhighperformancelithium-sulfurbatteries[J].JournalofPowerSources,2016,301:359-368.2.LvW.,ZhengS.,DongM.etal.Graphite-SiO2nanorodscompositeassulfurimmobilizerforhighperformancelithium-sulfurbattery[J].JMaterChemA,2016,4:3167-3175.3.LiJ.,ZiebartN.,ZhangX.etal.Designofagraphene-supportedsulfur@carbonnanocompositewithacompactandstablegraphene–sulfurinterfaceforli