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Sn-PC复合负极材料制备及其可逆储钠性能研究的任务书
任务书：
一、课题背景
在当今的能源领域研究中，锂离子电池往往被认为是最有前途的能源储备设备之一，应用广泛。然而，由于电池中的锂储存量相对较小，锂资源日益枯竭，因此，研究新型可再生能源储存设备成为了当务之急。近年来，钠离子电池在研究领域逐渐受到关注，因为钠资源丰富且价格低廉，是一种更可持续发展的能源储存设备。
钠离子电池的正负极材料的研究和开发已经引起了广泛的关注。其中，负极材料的设计和合成是影响电池性能的关键之一。目前，钠离子电池负极材料中主要使用的是金属或合金材料，如纳米硅/多孔碳、金属铜/硫化钴等。但是，这些材料在实际应用中存在一些不足，如容量衰减、部分可逆纳钠容量低、稳定性不佳等。因此，开发一种性能优良的负极材料成为一个迫切需要解决的问题。
二、课题任务
本课题主要研究Sn-PC复合负极材料的制备及其可逆储钠性能。该研究旨在解决现有钠离子电池负极材料存在的问题，制备一种性能优良的负极材料，拓展钠离子电池的应用范围，提高其储能效率。
任务一：制备Sn-PC复合负极材料
1.合成纳米Sn粉末：采用马弗炉气相沉积法或其他化学合成方法，制备出粒径小于100nm的纳米Sn粉末。
2.制备活性炭：采用化学活化或热活化法制备活性炭材料，以获得适当的孔径大小和表面积。
3.制备Sn-PC复合负极材料：将制备好的Sn粉末与活性炭进行球磨分散，将混合物干燥后进行高温煅烧，得到Sn-PC复合负极材料。
任务二：表征Sn-PC复合负极材料结构与性能
1.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法分析Sn-PC复合负极材料的结构、形貌、晶体学特点、表面形貌等。
2.利用恒流充放电测定系统，测试Sn-PC复合负极材料的可逆储钠容量、电化学性能等。
3.利用差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)等热分析方法研究Sn-PC复合负极材料的热稳定性和储能机制等。
任务三：优化Sn-PC复合负极材料制备工艺
1.通过调整Sn-PC复合负极材料中的纳米Sn粉末和活性炭的比例，探究不同比例下的储钠性能和循环稳定性。
2.优化Sn-PC复合负极材料的煅烧工艺，调整煅烧温度和时间，探究煅烧对储钠性能的影响，寻找最佳的煅烧条件。
任务四：验证Sn-PC复合负极材料在钠离子电池中的应用
将Sn-PC复合负极材料应用于钠离子电池中，测试其性能表现，比较Sn-PC复合负极材料与目前常用的负极材料的差异和优缺点。
三、期望成果
1.成功制备出Sn-PC复合负极材料，并对其结构和性能进行表征。
2.探索制备Sn-PC复合负极材料的最佳工艺，为后续生产提供技术指导。
3.研究Sn-PC复合负极材料的储钠性能和循环稳定性，为钠离子电池的应用提供新型的负极材料。
4.为国内钠离子电池领域和新型储能材料领域做出一定贡献，推动科技发展。
四、研究计划和安排
课题时间：2021年9月至2024年6月
第一年：
1.研究不同合成方法对纳米Sn粉末性能的影响，制备出粒径小于100nm的纳米Sn粉末。
2.制备活性炭材料，并对其结构及性能进行表征。
3.制备Sn-PC复合负极材料，并进行结构和性能表征。
第二年：
1.优化Sn-PC复合负极材料的制备工艺，探寻最佳煅烧条件。
2.测试Sn-PC复合负极材料的储钠性能和电化学性能，并对其进行分析。
第三年：
1.将Sn-PC复合负极材料应用于钠离子电池中，验证其性能表现。
2.对Sn-PC复合负极材料进行综合性评价，比较其与目前常用的负极材料的优缺点。
五、科研经费
本课题经费为50万元，主要用于实验室设备、试剂和材料的采购，以及差旅费、学术会议费等相关支出。经费使用应严格按照实验室财务管理规定进行报销，确保使用合理、透明、合法。