MoxV2-xO5-y纳米材料的结构与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着我国社会经济的不断发展，现代社会对储能器件的要求越来越高。而作为目前储能器件的研究热点之一的锂离子电池，具有高效、实用、绿色低碳等特点，能将不连续能源（如太阳能、风能等）转变成连续性能源，因此受到了世界各国的高度关注。其中循环性能、高能量密度和高功率密度则是衡量锂离子电池能否得到广泛应用的重要指标^[1,2]。

电极材料作为锂离子电池的关键材料，其性能的优劣直接决定了锂离子电池的应用。在众多的过渡金属氧化物中，钒氧化物特有的层状结构、多变的化学价态及高的电压平台和能量密度使得其成为了理想的电极材料。五氧化二钒（v₂o₅）具有典型的层状结构，层内为强烈的共价键，层间为较弱的范德华力，可以让小分子或离子可逆嵌入或脱出。当v₂o₅作为锂离子电池正极材料时，随着li 的嵌入可以形成不同相的li_xv₂o₅，其理论容量为437 mah/g，有着很好的应用前景^[3-5]。

目前，二维形貌的v₂o₅纳米材料因其优异的电化学性能更是受到了广泛的研究。作为理想的锂离子电池正极材料，v₂o₅纳米片具有表面活性高、li 传输距离短、与电解液有效接触面积大等优点，适于大电流下进行充放电，以满足现代社会对大电流充放电器件的需求^[6]。但v₂o₅纳米材料的循环稳定性能并不理想。随着充放电过程的进行，层间原本较弱的范德华力并不能承受锂离子嵌入脱出过程中所引起的结构变化，v₂o₅的层状结构受到破坏，锂离子的传输受阻，表现为锂离子电池的容量降低，充放电速率下降，极大的限制了v₂o₅作为电极材料的应用^[7-9]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

（1）mo_xv_2-xo_{5 y}二维纳米片的制备

采用溶胶凝胶结合冷冻干燥的方法制备mo_xv_2-xo_{5 y}二维纳米片，探讨不同moo₃含量对产物的物相、形貌、尺寸所产的影响；结合热力学和反应动力学研究moo₃对v₂o₅纳米片改性的原理。

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，制备钼掺杂钒氧化物纳米片。

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] j.-m. tarascon and m. armand, nature, 2001, 414, 359-367.

[2] v. etacheri, r. marom, r. elazari, g. salitra and d. aurbach, energy environmental science, 2011, 4, 3243-3262.

[3] j. shao, x. li, z. wan, l. zhang, y. ding, l. zhang, q. qu and h. zheng, acs applied materials interfaces, 2013, 5, 7671-7675.