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石墨烯基复合锂离子电池负极材料制备研究的任务书
任务书
一、题目
石墨烯基复合锂离子电池负极材料制备研究
二、研究背景和意义
随着人们生活水平的不断提高，电子设备的使用越来越普及，电子设备的使用量也呈现快速增长的趋势。这一趋势对能源的需求和环境产生了很大影响，因此，研究新型高性能的电池材料已成为当代研究的重要方向之一。
目前，锂离子电池已成为最为普及和应用广泛的一种电池类型。锂离子电池的优点是能量密度高，充放电效率高，寿命长，并且不污染环境，因此被广泛应用于电动汽车、智能手机、笔记本电脑等设备中。锂离子电池的负极材料中主要采用的是石墨材料，但是石墨材料的比容量已相对接近极限，无法再实现进一步提高。因此，石墨烯这一新型的二维材料因其特殊的结构和性质而成为新的电池材料研究热点。
石墨烯具有良好的电导率、高比表面积、高机械强度、优异的化学稳定性等特性，在锂离子电池负极材料中具有很高的应用潜力。同时，石墨烯作为一种新型的材料，其在制备、性能控制等方面仍有很多待解决的问题，因此开展石墨烯基复合锂离子电池负极材料制备研究具有很高的科学价值。
三、研究内容和方法
1.石墨烯及其复合材料的制备和表征
首先，需要采用适当的方法制备石墨烯，例如化学气相沉积法、机械剥离法等。其次，需要将石墨烯与其他材料进行复合，以提高材料的性能。常用的复合材料包括金属氧化物、二氧化硅等。最后，通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)等技术对制备的样品进行表征和分析。
2.材料性能测试与分析
通过电化学测试方法对制备的材料进行性能测试。包括循环伏安法(CV)、恒电流充放电法、电阻率测试等，分析样品的比容量、循环性能、纳米尺度电解质中离子传输性能、电极内部的电子和离子传输等性能。
3.改进和优化制备工艺
根据实验结果对制备过程中的关键因素进行改进和优化，以提高材料的性能和制备效率。
四、预期成果及应用
通过对石墨烯基复合锂离子电池负极材料制备研究，可获得以下预期成果：
1.成功制备出石墨烯基复合锂离子电池负极材料，并对其进行表征和性能分析。
2.优化材料制备工艺，提高材料性能。
3.深入研究石墨烯结构和性质，在新型电池材料的研究方面取得进展。
4.为锂离子电池的发展提供新材料解决方案，促进电池技术进步，推进清洁能源的使用和环保产业的发展。
五、研究计划
本研究计划完成周期为两年，具体分为以下阶段：
第一年：石墨烯及其复合材料的制备和表征
1.1文献调研与方案设计．
1.2石墨烯样品的制备和表征。
1.3将石墨烯与其他材料进行复合，得到样品并进行表征。
1.4对样品进行初步测试，初步验证样品性能。
第二年：材料性能测试与分析，改进和优化制备工艺
2.1对样品进行系统的电化学性能测试。
2.2基于测试结果改进制备材料的工艺，优化材料性能。
2.3总结性能提升的因素和规律，制定提高性能的方策。
2.4最终对优化后的材料进行系统的测试和比较分析。
六、研究经费预算
本研究的经费预算合计100万元。主要用于材料制备、测试，设备和仪器购置等方面。
七、研究团队组成及分工
本研究团队由主持人、副主持人、实验员共三人组成。其中，主持人负责项目的总体规划和控制，副主持人负责研究计划的具体实施和管理，实验员负责实验操作和数据处理等工作。
八、参考文献
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[3]兰志勇.锂离子电池负极此键材料的最新研究进展[J].储能科技，2014，3(2)：99-114。
[4]E.AbouNeel，J.O.Haycock，etal.Graphene:anewparadigminnano-scalemanipulationofthecellsandbiomolecules[J].Nanoscale,2014，6(12):6679-6687.