钒基电极材料制备及其电化学性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着人们对新能源大型储能以及电动汽车需求的快速增长，可充二次电池得到了极大的发展。其中，具有更高性能的锂离子二次电池(采用金属氧化物如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂作为正极材料)逐渐在可持续再生能源工业、交通行业、特别是消费电子产业得到了成功的应用。但受限于电极材料的理论比容量(实用锂离子电池的性能均已接近其电极材料的极限理论比容量)，其能量密度很难满足当今和未来社会对于储能系统越来越高的要求，因此，寻找新的高储能密度电极活性材料成为研发新一代高性能锂离子电池的关键。

钒基盐（liv₃o₈）由于其高理论比能量、结构稳定、低成本以及安全等特性引起了人们的极大兴趣。然而，由于其在电池循环过程中发生相变以及溶解于电解液等问题，导致器件差的倍率性能和严重的容量衰减，从而限制了其在锂离子电池中的引用。

本项目拟通过导电高分子的引入钒基盐结构策略抑制活性材料的溶解、提高电极材料的导电性能、导电高分子参与储锂增加电极比容量，获得一类导电高分子纳米原位复合技术构建高性能钒基盐电极材料，表征其结构，并进一步考察其电化学性能。

2. 研究内容和预期目标

研究内容

本项目拟通过导电高分子的引入钒基盐结构策略抑制活性材料的溶解、提高电极材料的导电性能、导电高分子参与储锂增加电极比容量，获得一类导电高分子纳米原位复合技术构建高性能钒基盐电极材料，表征其结构，并进一步考察其电化学性能。

按照毕业论文总体目标和要求，需完成以下工作任务：

3. 研究的方法与步骤

1 样品准备

将 v₂o₅粉末加入蒸馏水中，搅拌，然后在浆液中加入60μl苯胺。通过加入盐酸将前驱体溶液的ph值调整到3左右。浆液搅拌，然后转移水热反应箱中，水热反应。收集墨绿色沉淀物，用蒸馏水和无水酒精洗涤多次，然后干燥数小时获得聚苯胺插层v₂o₅，进一步通过和锂源反应获得钒基盐电极目标材料。

2结构表征

4. 参考文献

[1] liu, y.;he, g.;jiang, h.;parkin, i.;shearing, p.;brett, d., cathode design for aqueous rechargeable multivalent ion batteries: challenges and opportunities, adv. funct. mater., 2021, doi:10.1002/adfm.202010445.

[2] zhang, y.;ang, e.;yang, y.;ye, m.;du, w.;li, c., interlayer chemistry of layered electrode materials in energy storage devices, adv. funct. mater., 2021, 31, 2007358.

[3] liu, y.; pan, z.; tian, d.; hua, t.; jiang, h.; yang, j.; sun, j.; zheng, j.; meng, c.; zhang, y., employing “one for two” strategy to design polyaniline-intercalated hydrated vanadium oxide with expanded interlayer spacing for high performance aqueous zinc-ion batteries, chemical engineering journal 2020, 399, 125842.

5. 计划与进度安排

一、2022.11.25-2022.3.25

阅读文献，完成文献综述和开题报告，外文论文翻译；

二、2022.3.26-2022.4.15