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聚合物基锂--空气电池复合正极构筑研究的开题报告
一、研究背景
锂离子电池是一种重要的充电式电池，广泛应用于电子产品、电动汽车等众多领域，具有重量轻、能量密度高、寿命长等优点。然而，由于基于锂离子的电池受到电极材料的限制，其能量密度仍然有限，不足以满足未来能源储存需求。因此，从替代材料、结构优化、新型电池构筑等多个方向入手，探究新材料和新构筑方法的应用成为提升锂离子电池能量密度的重要途径之一。
聚合物基锂--空气电池是一种新型电池构筑，其正极材料具有较高比容量和能量密度，是未来电池领域一个备受关注的方向。其中，空气正极是聚合物基锂--空气电池最具有特色的部分，其以空气作为电源，减少了电池整体重量，提高了能量密度。相较于传统的纯电化学锂电池，聚合物基锂--空气电池还具有节能减排、环保安全等优点。
二、研究内容
本次开题报告主要探讨聚合物基锂--空气电池复合正极构筑研究。具体来说，我们将研究以下几个方向：
1.基于高能量密度聚合物的复合正极材料研究。通过合成、物理化学性质表征、电化学性能测试等方法，开展高能量密度聚合物基材料的研究，并探究其最优化的复合材料构筑。
2.基于材料复合和表面修饰的复合正极构筑研究。本研究将延伸聚合物基复合材料的构筑方法，通过材料复合和表面修饰等方法，进一步提升复合正极的电化学性能和循环性能。
3.基于核-壳结构的空气电极研究。核-壳结构是一种具有多个层级和良好发展潜力的空气电极结构，能够有效提升电池能量密度。我们将研究如何通过复合材料和核-壳结构相结合，构筑出高性能的聚合物基锂--空气电池正极。
三、研究意义
本次研究旨在通过聚合物基锂--空气电池复合正极构筑研究，探索未来电池的高性能、高能量密度等特点，并具有以下意义：
1.推进聚合物基锂--空气电池的发展。本研究将向聚合物基锂--空气电池领域贡献新的高性能、高能量密度的复合正极构筑方法，为电池产业的发展提供新思路和新动力。
2.促进环保与可持续发展。锂离子电池的应用广泛，但同时也存在矿物资源、污染等问题。聚合物基锂--空气电池所使用的材料更为环保，避免了传统电池的终端排放问题。
3.为未来电动汽车、电子设备等领域提供更优的能源储备方案。随着现代社会的不断发展，对于更节能、环保、高效的能源储备方案提出了更高的要求，聚合物基锂--空气电池的出现为未来能源储备方案提供了一种最新的解决方案。
四、研究方法与技术路线
1.合成聚合物基高能量密度材料。本研究将依托实验室内已有的聚合物化学合成技术平台，进行分子设计、材料合成、表征等方面的工作，制备高能量密度聚合物材料。
2.构筑材料复合和表面修饰的聚合物基复合正极。我们将利用自主筛选的材料，以及发现和整合的表面修饰技术，制备高性能的聚合物基复合正极材料。
3.设计和制备核-壳结构的复合材料。在已知的聚合物基复合材料的基础上，我们将综合利用核-壳结构的优势，设计并制备核-壳复合正极材料。
4.对锂--空气电池进行评估与测试。最后我们将对上述都材料进行性质表征，分析它们在锂--空气电池中的表现，并在此基础上对聚合物基锂--空气电池正极进行性能优化。
五、预期结果
通过本次研究，我们预期可以：
1.合成出能量密度高、电化学性能优、循环稳定性好的聚合物基材料。
2.搭建出一种材料复合和表面修饰的聚合物基复合正极的制备方法，并获得更优的电化学性能和循环性能。
3.构筑出具有核-壳结构的空气电极，并得到电化学性能和循环性能方面的提升。
4.为进一步提高聚合物基锂--空气电池的能量密度提供新思路和新路径。
六、研究进度
目前，我们已经完成了聚合物基锂离子电池和聚合物基锂--空气电池方面的相关文献调研；正在进行聚合物基材料合成和物性测试方面的实验工作。
计划下一步，我们将团队成员各自专攻负责，分别开展复合正极材料的制备、构筑方法的研究以及空气电极的制备，力求在一年内完成该项目所有实验研究任务。预计会在未来两个月内解决聚合物基材料合成方面的实验工作，并进入到其他方向的实验阶段。
七、研究团队
研究团队由研究生和硕士生组成，由导师带领。团队成员具备化学/材料领域的专业背景，并熟练掌握相关的实验技能与仪器分析技术。我们热忱欢迎进一步对本项目感兴趣的同学加入我们的团队，携手推进此项研究。