TiO2--B锂离子电池负极材料的制备及改性研究的开题报告.docx

TiO2--B锂离子电池负极材料的制备及改性研究的开题报告

一、选题背景及意义

锂离子电池已经成为了可重复充放电的理想电源，广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域。在锂离子电池中，负极材料是影响电池性能和寿命的关键因素之一。传统的负极材料如石墨等存在着多种问题，例如容量低、循环寿命短、安全性差等。因此，研究新型负极材料是实现锂离子电池高能量、高性能的关键技术。

本课题拟研究的钛酸锂(TiO2)--B材料性能稳定、经济环保，是一种新型的锂离子电池负极材料，研究其制备和改性，探索其在锂离子电池中的应用，具有重要的现实意义和应用价值。

二、研究目标和内容

本课题的研究目标是制备TiO2--B锂离子电池负极材料，并通过改性探索其在锂离子电池中的应用。具体研究内容包括以下几点：

1.TiO2--B材料制备及表征。采用水热法、溶胶-凝胶法等方法制备TiO2--B材料，并进行表征，包括形貌、结构、纯度、比表面积等。

2.TiO2--B材料改性。采用包覆、掺杂、复合等方法对TiO2--B材料进行改性，并研究改性对电化学性能的影响。

3.电化学性能测试。采用循环伏安法(CV)、恒流充放电(CCD)等手段测试TiO2--B和改性后材料的电化学性能，包括容量、循环寿命、电化学反应动力学等。

4.机理研究。通过表征和测试分析TiO2--B电极材料的电化学机理。

三、研究方法和方案

1.TiO2--B材料制备。采用水热法和溶胶-凝胶法两种方法制备TiO2--B材料，并对制得的材料进行表征。

2.TiO2--B材料改性。采用包覆、掺杂、复合等方法对TiO2--B材料进行改性，并研究改性对电化学性能的影响。

3.电化学性能测试。采用CV、CCD等手段测试TiO2--B和改性后材料的电化学性能。

4.机理研究。通过表征和测试分析TiO2--B电极材料的电化学机理。

四、预期成果

1.成功制备TiO2--B锂离子电池负极材料，并对其进行表征。

2.实现对TiO2--B材料的改性，研究改性对电化学性能的影响。

3.探索TiO2--B材料在锂离子电池中的应用，提高锂离子电池的性能和寿命。

4.建立TiO2--B电极材料的电化学机理模型，深入理解锂离子电池负极材料的电化学行为。

五、研究进度安排

1.前期调研、文献研究和实验准备：1个月。

2.TiO2--B材料制备及表征：2个月。

3.TiO2--B材料改性：2个月。

4.电化学性能测试：2个月。

5.机理研究及论文撰写：3个月。

六、参考文献

1.Zhao,X.,Feng,J.,Wu,X.,Lv,M.(2018).SynthesisandapplicationofnovelTiO2--Bnanoparticleelectrodematerialsforhigh-performancelithium-ionbatterieswithenhancedsafety.ACSappliedmaterialsinterfaces,10(18),15369-15378.

2.Li,H.,Chu,G.,Zhou,H.,Wang,S.,Chen,H.,Wang,L.,...Liu,G.(2019).FacilesynthesisofTiO2--B@Cnanocompositesashigh-performanceanodematerialforlithium-ionbatteries.ElectrochimicaActa,322,134731.

3.Zhang,X.,Zhang,H.,Ye,X.,Li,Y.,Jia,C.,Jia,Y.,...Nie,F.(2019).SolvothermalsynthesisandelectrochemicalperformanceofTiO2--B/Cnanowiresasanodematerialforlithium-ionbatteries.JournalofSolidStateElectrochemistry,23(5),1375-1384.