锰基材料的制备及其在电化学中的应用开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

锰的储量丰富，在地壳中的过渡金属储量排序中，锰的含量仅次于铁。且由于锰基材料价格相对低廉、安全性较高、无毒等优点，广泛应用于电化学领域。锰基材料种类繁多，在电化学中的应用主要可以从电池材料、超级电容器、电催化三个方面进行讨论，不同的种类和应用方向也会有多种制备方法。此外，锰基材料结构的不同也会影响其电化学性质。

锰基材料在电池领域中的应用主要为锂电池方面，主要可分为正极材料和负极材料。由于正极材料理论容量远小于负极材料，因此正极材料的性能限制着整个电池的性能指标^[1]。

目前研究的锂电池正极锰基材料主要为富锂锰基材料。该材料具有高可逆容量(200-300 mah·a^-1)、高工作电压(3.8 v)、良好热稳定性、成本低和环境友好无污染等优点，受到人们的广泛关注^[2]。但是由于其首次充放电效率低、循环性能和倍率性能差等缺点，限制了其商业化的应用。目前，已经商业化的富锂锰基材料主要为层状结构材料^[3]（limno₂和三元正极材料lini_xco_ymn_1-x-y）、尖晶石结构材料（limn₂o₄和lini_0.5mn_1.5o₄）和橄榄石型limnpo₄正极材料。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究（设计）的基本内容

研究内容共四部分：

第一部分：锰基材料在锂电池领域中的应用。

（1）介绍锂离子电池基本原理

3. 研究计划与安排

（1）第1-4周：阅读相关文献，了解锰基材料的制备方法以及在电化学领域的应用，撰写开题报告；

（2）第5-13周：查阅相关文献，深入了解锰基材料的制备方法以及在超级电容器、电池以及电催化等电化学领域的应用，对所阅读文献中关于锰基材料的合成方法、设计思路以及电化学性能进行分析比较，完成论文；

（3）第14-15周：修改完成毕业论文，准备答辩；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 李钰. 富锂锰基正极材料和lini(0.8)co(0.15)al(0.05)o₂的表面改性及其电化学性能研究[d]. 浙江: 浙江工业大学, 2019.

[2] 段宇豪. 富锂锰基正极材料的制备及改性研究[d]. 北京: 北京化工大学, 2017.

[3] zhao s, yan k, zhang j, et al. reviving reaction mechanism of layeredlithium-rich cathode materials for high-energy lithium-ion battery[j]. angew chemint ed, 2020, doi: 10.1002/anie.202000262.