以芦苇叶为原料制备单质硅和硅碳复合物及其电化学性能评估开题报告

全文总字数：1129字

1. 研究目的与意义

电极材料（阳极和阴极）在锂离子电池性能上占据主要地位。

为了满足上面出现的电动汽车的应用需求，许多材料搜寻策略目前正在被研究，目的是找到更高的能量密度和功率密度，更好的安全性，更低的成本，更加可持续的绿色技术和优越的锂离子储存能力。

氧化亚硅是目前被认为非常有前景的负极材料，理论容量高达4200mah/g。

2. 国内外研究现状分析

中科院能量转换材料重点实验室、中国科学技术大学化学与材料学院材料系余彦教授课题组与德国马普固体研究所合作，发展了一种环境友好、经济、简便的锂离子电池硅负极制备方法，采用自然界的芦苇叶生物质资源为原料成功合成了三位多孔的硅负极材料，取得了优异的电化学性能。

该成果以energy storage materials from nature through nanotechnology:a sustainable route from reed plants to a silicon anode for lithium-ion batteries为题发表在《德国应用化学》上（angew. chem.int.ed.,2015,doi:10.1002/anie.201503150）。

文章发表同时，《德国应用化学》网站发表了题为芦苇隐藏的潜能：天然芦苇叶中的氧化硅结构可被开发成电极材料作锂电池的相关新闻报道。

3. 研究的基本内容与计划

1月 1 日- 1月13日 查阅、收集资料，撰写开题报告2月27日- 3月26日 制备材料3月27日- 4月 5 日 表征和组装电池 4月 6 日- 4月20日 电池测试4月21日- 4月30日 整理所需要的材料，撰写毕业论文5月 1 日- 5月20日 修改论文，准备毕业答辩

4. 研究创新点

1.作为活的植物，芦苇可从土壤中吸收二氧化硅，是纳米结构二氧化硅及其衍生物的合适的天然储库。

与海滩砂和稻壳相比，芦苇叶表现出明确的片状3d分层微结构，已经证明它可以被转换成一个非常适合的3d高度多孔分层si架构，所以本实验以芦苇叶为原料制备单质硅和硅碳复合物负极材料是一个优良的选择。

2.在现有的研究中，大多数实验是对这些3d si层级结构应用薄碳层涂层之后，最终获得的si/c阳极材料，而本实验始终保持芦苇的碳含量，大大简化了实验过程，节省了成本。