模板法构筑空心SnO2C复合材料及其储锂性能研究的任务书.docx

模板法构筑空心SnO2C复合材料及其储锂性能研究的任务书
任务书
一、研究背景及意义
锂离子电池是目前常见的电化学储能器件，其优良的性能使得锂离子电池得以广泛应用于移动电子产品、电动汽车、储能系统、无人机等领域，成为支撑现代社会发展的关键技术之一。锂离子电池的储能性能取决于电极材料的性能，因此，开发新型高性能锂离子电池电极材料具有重要意义。
SnO2是一种潜在的锂离子电池负极材料，具有理论比容量高（1494mA·h/g）和较高的电化学稳定性等优点。然而，SnO2的应用受到其容量衰减快、反应动力学缓慢和体积膨胀等问题的限制。因此，将SnO2与其他材料复合，可以有效地改善其电化学性能。
C材料因其高电导率、低密度和化学稳定性等优良性能，被广泛用于锂离子电池中。SnO2与C材料复合可以有效地缓解SnO2材料的膨胀和收缩问题，提高其循环稳定性和放电容量。因此，SnO2/C复合材料是一种优于单一SnO2材料的锂离子电池负极材料。
模板法是一种简单易行、成本低廉的方法，可以制备出高度有序、高比表面积、纳米结构的材料。模板法制备的SnO2/C复合材料不仅具有高比表面积和有序结构，而且在微观尺度上具有独特的孔洞结构，可以进一步提高其储锂性能。因此，利用模板法构筑空心SnO2/C复合材料是一种有前途的锂离子电池负极材料制备方法。
二、研究内容
（1）利用模板法制备空心SnO2/C复合材料。采用聚苯乙烯（PS）为模板，通过沉积-热处理的方法制备出空心PS@SnO2/C复合材料，再通过热处理将PS模板去除得到空心SnO2/C复合材料。
（2）对空心SnO2/C复合材料进行结构表征。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等方法研究样品的结构、形貌、孔洞分布等。
（3）研究空心SnO2/C复合材料的电化学储锂性能。研究样品的循环伏安（CV）曲线、恒流充放电曲线、循环稳定性和倍率性能等。
三、研究进度
（1）第1-2周：阅读锂离子电池负极材料的相关文献，熟悉模板法制备空心材料的方法和技术。
（2）第3-4周：制备空心SnO2/C复合材料，通过XRD、SEM、TEM等手段进行样品的表征。
（3）第5-6周：进行样品的电化学测试，研究其循环伏安充放电曲线和倍率性能。
（4）第7-8周：分析样品的电化学性能，撰写实验报告，准备毕业论文。
四、参考文献
[1]ChenJ,XiJ,LiY.HollowPorousCarbon@SnO2NanocubeHybridswithEnhancedLithiumStorageProperties[J].Chemistry-AEuropeanJournal,2015,21(10):3973-3980.
[2]ZhangT,SousaFL,LiG,etal.Thepreparationoftinoxideandcarbon/SnO2compositematerialsforhighperformancelithiumionbatteryanodes:acomprehensivereview[J].JournalofMaterialsScience&Technology,2017,33(12):1315-1334.
[3]LiuB,XiongT,ZhangQ,etal.FacilePreparationofMesoporousCarbon-SnO2NanoparticleCompositesasHigh-PerformanceAnodesforLithium-IonBatteries[J].ACSAppliedMaterials&Interfaces,2018,10(45):38704-38713.
[4]WeiQ,WangZ,LiaoY,etal.Hollowmesoporouscarbonsphere@SnO2@CNTnanocompositesasanodesforhighperformancelithium-ionbatteries[J].JournalofMaterialsChemistryA,2015,3(47):23705-23713.