柔性碳基及硒基储钠电极材料的制备及性能研究的任务书.docx

柔性碳基及硒基储钠电极材料的制备及性能研究的任务书
一、选题背景及意义：
随着电子设备的普及和电动车的广泛推广，对高性能储能系统的需求日益增加。目前，锂离子电池是最为普遍的商业化储能系统之一。然而，锂离子电池的可再生能源储存能力、可持续性和环保性等方面面临一定挑战。为此，钠离子电池储能系统作为一种新型的储能方案，具有可再生、丰富、便宜、环保等优势，受到了广泛关注。
在钠离子电池的电化学储能中，正极材料对电池性能影响很大。传统的钠离子电池正极材料主要包括锂离子电池的正极材料，如钴酸锂、三元材料、磷酸铁锂、钛酸锂等。但这些正极材料在电化学循环过程中存在着一定的问题，导致电池的循环寿命和储能能力存在一定的瓶颈。因此，开发新型高性能储钠电极材料具有重要的意义。
柔性碳基及硒基储钠电极材料是当前热门的研究方向。碳基材料具有高导电性、高比表面积和良好的化学稳定性等特点，是作为钠离子电池材料的潜力选择之一。硒也具有灵活的结构和优异的电化学性能。硒基材料被广泛研究，可以成为一种优异的钠离子电池新型正极材料。研究柔性碳基及硒基储钠电极材料的制备及性能，对钠离子电池的进一步提升和储能体系的发展具有重要的意义。
二、研究内容：
1.碳基材料的制备：采用碳纤维为前驱体，通过化学气相沉积（CVD）法制备高比表面积的碳基材料。
2.硒基材料的制备：采用化学还原法和水热法制备硒基材料。
3.复合材料的制备：将碳基材料和硒基材料复合制备柔性碳基及硒基储钠电极材料。
4.性能评价：对制备的柔性碳基及硒基储钠电极材料进行电化学性能研究，测定其循环稳定性、容量、能量密度等性能。
5.材料表征：利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FT-IR）等分析仪器对制备出的材料进行形貌、结构、成分等表征分析。
三、研究计划：
第一年：
1.碳基材料的制备及表征。采用CVD法制备高比表面积的碳基材料，并对其表面形貌和结构进行表征分析。
2.硒基材料的制备及表征。采用化学还原法和水热法制备硒基材料，并对其形貌和结构进行表征分析。
3.考察碳基材料与硒基材料的复合效果。将碳基材料和硒基材料组合，制备柔性碳基及硒基储钠电极材料，并对复合材料的形貌和结构进行表征分析。
第二年：
1.研究柔性碳基及硒基储钠电极材料的电化学性能。分别对复合材料、纯碳基材料和纯硒基材料进行电化学测试，测定材料的循环稳定性、容量、能量密度等性能。
2.分析复合材料的优异性能来源。利用先进的分析仪器对制备好的柔性碳基及硒基储钠电极材料进行形貌、结构、成分等表征分析，分析复合材料的优异性能来源。
第三年：
1.优化制备工艺，提高复合材料的储钠性能。针对制备好的柔性碳基及硒基储钠电极材料，对其制备工艺进行优化，提高复合材料的储钠性能。
2.研究柔性碳基及硒基储钠电极材料的实际应用。在实际应用中测试制备好的柔性碳基及硒基储钠电极材料的效率和循环寿命。
四、预期结果及创新点：
1.成功制备出柔性碳基及硒基储钠电极材料。
2.对材料的形貌、结构、成分等进行全面的表征分析，分析柔性碳基及硒基储钠电极材料的优异性能来源。
3.研究柔性碳基及硒基储钠电极材料的电化学性能，包括循环稳定性、容量、能量密度等性能。
4.通过优化制备工艺，提高复合材料的储钠性能。
5.探索柔性碳基及硒基储钠电极材料在实际应用中的效率和循环寿命。
该研究具有以下创新点：
1.研究柔性碳基及硒基储钠电极材料的制备及储钠性能，填补了柔性碳基及硒基储钠电极材料的研究空白。
2.提出了采用碳纤维为前驱体制备碳基材料的新方法，制备出了高比表面积的碳基材料。
3.通过优化制备工艺，提高材料的储钠性能。
4.探索柔性碳基及硒基储钠电极材料在实际应用中的效率和循环寿命，为钠离子电池的商业化落地提供技术支持。