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基于改性隔膜的高性能锂硫电池研究的开题报告
一、选题背景
锂离子电池作为当前电子行业中最为常见的电池之一，由于其高能量密度、低自放电率以及良好的环保性能，已经被广泛应用于移动设备、电动汽车等领域。然而，由于其使用过程中需要消耗大量稀有金属和有毒有害物质，制约了其进一步应用和发展。同时，锂离子电池中采用的正极材料（如钴酸锂、三元材料等）的容量有限，使得锂离子电池无法满足实际使用场景中对高性能、高安全性的需求。
锂硫电池是近年来被广泛研究的一种新型电池，与锂离子电池相比，锂硫电池具有更高的能量密度和更低的材料成本，具有良好的应用前景。然而，锂硫电池的应用受到诸多限制，例如容量衰减快、充放电效率低、安全性差等问题，以及其在使用过程中的多个环节受到限制（如负极活性材料、电解液、隔膜等），使得其应用受到了限制。
隔膜是锂硫电池中的重要组成部分，其主要功能是阻止正负极之间的直接接触，以避免内部短路和电池失效。当前锂硫电池中使用的聚合物隔膜，具有电导率低、锂离子传输速度慢、机械强度差等问题，使得其难以满足高能量密度和高安全性的要求。
因此，本课题将通过对高性能改性隔膜的研究，探究改性隔膜在锂硫电池中的应用，为锂硫电池的发展提供新思路和可能性。
二、研究目的
1、探究改性隔膜对锂硫电池性能的影响。
2、优化改性隔膜的组成和结构，提高其在锂硫电池中的应用性能。
3、研究改性隔膜的制备工艺和效果，并根据其性能评价进行优化。
三、研究内容
1、锂硫电池的制备与性能测试。
2、隔膜材料改性的方法研究和方案设计。
3、改性隔膜的制备和性能测试，包括物理性能、化学稳定性、电学性能等。
4、将改性隔膜应用于锂硫电池，并进行性能测试。
5、优化改性隔膜的组成和结构，提高其在锂硫电池中的应用性能。
四、研究意义
本研究通过改性隔膜对锂硫电池进行优化，可有效提高锂硫电池的能量密度和安全性，推动锂硫电池的应用进一步发展。同时，研究中所用的钴、镍等常见材料，能够降低锂离子电池生产成本。此外，本研究的成果也能为其他新型电池的研究提供一定的参考，推动新型电池的快速发展和商业化应用。
五、研究方法
1、采用锂硫电池的制备和性能测试方法，研究改性隔膜对电池性能的影响。
2、通过文献调研和实验测试，探究隔膜材料的改性方法和方案设计。
3、采用化学合成方法和物理制备方法，制备改性隔膜，并通过扫描电镜、热重分析、离子迁移测试等手段对其物理性能、化学稳定性和电学性能进行测试和分析。
4、根据实验结果，优化改性隔膜的组成和结构，并将其应用于锂硫电池中进行性能测试。
六、预期成果
1、系统研究改性隔膜对锂硫电池性能的影响及优化方案。
2、制备出性能优异的改性隔膜并验证其在锂硫电池中的应用性能。
3、优化改性隔膜的组成和结构，进一步提高其应用性能。
4、为锂硫电池的发展提供一定的技术支持和创新思路。
七、研究进度安排
1、第一年
（1）文献研究及试验准备。
（2）锂硫电池的实验制备和性能测试。
（3）隔膜改性方法的研究和方案设计。
2、第二年
（1）改性隔膜制备及其物理性能、化学稳定性和电学性能的测试。
（2）将改性隔膜应用于锂硫电池中进行性能测试。
3、第三年
（1）优化改性隔膜的组成和结构，提高其在锂硫电池中的应用性能。
（2）论文撰写及实验结果报告。
八、研究条件与经费
1、实验室条件：本课题需要使用的实验室设备包括：电池制备设备、电化学工作站、离子迁移测试设备、动态光散射仪、扫描电镜等。
2、经费预算：本课题需要使用的经费包括：实验材料费、实验室设备购置及维护费、工作人员薪资等。经费预算约为50万元。
九、参考文献
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[3]YangY,ZhengG,CuiY.Amembrane-freelithium/polysulfidesemi-liquidbatteryforlarge-scaleenergystorage[J].Energy&environmentalscience,2014,7(12):****661.