基于石墨烯的锂离子电池电极材料制备及性能研究的任务书.docx

基于石墨烯的锂离子电池电极材料制备及性能研究的任务书
一、任务背景及研究意义
目前，锂离子电池已经成为了广泛运用于电子产品、交通工具甚至能源储备等领域的一种高效节能的电源。然而，锂离子电池在实际应用过程中，存在能量密度低、寿命短、充电时间长等问题。而石墨烯作为一种新型碳材料，具有表面积大、导电性好、力学性能好等优秀的特性，已成为了研究人员在锂离子电池电极材料制备领域的热门研究对象。因此，本项目旨在探究基于石墨烯的锂离子电池电极材料制备及性能研究，为锂离子电池的性能提高和应用推广提供技术支持。
二、研究目的及内容
本项目的目的是利用石墨烯材料作为锂离子电池电极材料的主要成分，通过一系列制备和测试工艺，研究其性能表现、优化制备条件，为锂离子电池电极材料的应用提供先导性研究。
具体研究内容包括：
1.石墨烯的制备和表征：通过Hummers氧化还原法或CVD法制备石墨烯材料，并利用SEM、TEM等手段对石墨烯进行形貌、结构等方面的表征。
2.基于石墨烯的锂离子电池电极材料的制备：采用溶胶-凝胶法、化学还原法等多种制备方法制备基于石墨烯的锂离子电池电极材料，并研究不同制备条件对其电化学性能的影响。
3.基于储能体系的性能测试：通过循环伏安法、循环充放电法、阻抗谱分析等手段研究制备的锂离子电池电极材料的电化学性能，如容量、循环寿命、安全性等方面。
4.形态结构与电化学性能关系的研究：通过调控电极材料形态、结构等方面的参数，深入研究锂离子电池电极材料的电化学性能与形态结构之间的关系，以期进一步优化电极材料的性能。
三、研究方法及重点难点
1.石墨烯的制备方法：通过化学法、物理法等多种方法制备石墨烯材料，并探究其制备条件的优化、工艺设计和实际操作难度。
2.锂离子电池电极材料的制备方法：通过多种不同的制备方法缩小石墨烯材料与锂离子电池电极材料间的距离，建立锂离子电池电极材料的电化学性能与石墨烯材料之间的联系。
3.电化学分析：通过不同的电化学方法，建立起稳定、精准可靠、含有相关理论基础的分析方法，对锂离子电池电极材料进行性能测试、特性分析。
4.实际应用效果：通过锂离子电池电池生产和实际应用对其性能进行测试，探究其在实际应用场合下的性能表现及其差异。
四、拟定研究计划及预期成果
1.计划表
|时间|内容|
|:-----:|:-----:|
|第一年|石墨烯的制备和表征；基于石墨烯的锂离子电池电极材料的制备|
|第二年|基于储能体系的性能测试；形态结构与电化学性能关系的研究|
|第三年|实际应用效果测试；研究计划总结|
2.预期成果
(1)得到制备基于石墨烯的锂离子电池电极材料的新工艺方案，并推进实现其生产和技术产业化。
(2)建立稳定、精准可靠、含有相关理论基础的分析方法，包括通过不同的电化学方法建立锂离子电池电极材料的性能测试、特性分析和快速检测的实验方法。
(3)形成一套系统的电化学性能分析模型，对基于石墨烯的锂离子电池电极材料进行性能研究和分析。
(4)针对锂离子电池电极材料实现对电池性能提升、功率密度的提高、安全性的保证等方面的技术支撑。
五、参考文献
[1]李朴.石墨烯应用于锂离子电池电极材料的研究进展[J].材料导报,2019,33(10):88-94.
[2]周建春,程瑞玲,孟文.石墨烯材料在锂离子电池电极材料中的应用研究进展[J].电源技术,2019,43(4):259-263.
[3]王楠,杨志,邓建光.锂离子电池的发展现状[J].化工进展,2019,38(2):428-431.