静电纺丝法制备高性能锂离子电池负极材料的研究的开题报告.docx

静电纺丝法制备高性能锂离子电池负极材料的研究的开题报告
一、选题背景及研究意义
随着电子设备的普及和电动汽车的快速发展，锂离子电池以其高能量密度、高电压平台、低自放电等优势而成为目前最受欢迎的电池之一。其中，锂离子电池的负极材料是影响电池性能的关键因素之一。目前广泛采用的负极材料为石墨。虽然石墨具有较高的放电容量和循环寿命，但是其能量密度受限于理论上的比容量和比重量。因此，寻找新型高性能负极材料成为了当今研究的热点之一。
静电纺丝法是目前一种常用的材料制备技术。该技术具有成本低、制备工艺简单、制备出的纤维具有高比表面积、高孔隙率等优点。近年来，静电纺丝法在锂离子电池材料制备上得到了广泛应用。研究表明，利用静电纺丝法制备的锂离子电池负极材料具有良好的电化学性能，而且纤维的长度和直径等参数可以进行控制，从而满足各种应用要求。
因此，本研究拟利用静电纺丝技术制备高性能锂离子电池负极材料，并系统地研究纤维的形貌、结构、电化学性能等，旨在为锂离子电池的应用提供新的负极材料。
二、主要研究内容
(1)静电纺丝技术的优化及负极材料的制备
通过改变静电纺丝材料的浓度、电压、距离等条件，优化设备参数和处理流程，制备出形貌、结构稳定的负极材料。同时，采用扫描电镜、透射电镜等测试手段对纤维的形貌、结构进行表征，确定最佳制备参数。
(2)对静电纺丝合成的负极材料进行性能测试
使用循环伏安法、充放电测试等手段评价纤维电化学性能。通过测试研究其放电容量、循环寿命等电化学性能，分析纤维材料中锂离子的嵌入和脱嵌行为。
(3)分析纤维形貌和结构对性能的影响
通过改变制备条件，制备出不同形貌和结构的负极材料，并对各种材料进行性能测试，分析纤维形貌和结构对电化学性能的影响规律，为今后负极材料的制备提供理论指导。
三、研究预期结果及意义
本研究利用静电纺丝技术制备高性能锂离子电池负极材料，通过对纤维的形貌、结构和电化学性能等方面进行系统研究，得出了适宜应用于锂离子电池中的纤维制备条件和改善性能的方法，为锂离子电池高能量密度、高安全性、长循环寿命的发展提供了新的思路，具有较好的应用前景。