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硅基纳米材料的制备及用作锂电池负极性能研究的任务书
任务书
任务名称：硅基纳米材料的制备及用作锂电池负极性能研究
任务背景：
锂离子电池在电子产品、交通运输、能源存储等领域得到了广泛应用。锂离子电池的负极材料是锂离子电池的重要组成部分，其性能直接影响到锂离子电池的使用寿命和安全性能。目前，石墨是锂离子电池负极材料的主流选用，但其容量较小、循环寿命有限、热安全性差等缺点也逐渐凸显。因此，研究更加优秀的锂离子电池负极材料具有重要意义。
硅基材料作为一种新型锂离子电池负极材料，具有高容量、高比能量、安全性好、环境友好等优点，并且硅的丰富性和低成本也为其广泛应用提供了条件。然而，硅基材料在锂离子电池中的应用还存在一些问题，如大量膨胀缩小引起的体积变化产生严重问题，循环寿命短等。因此，研究硅基纳米材料的制备及其在锂离子电池负极材料中的应用具有重要的研究价值。
任务目的：
1.研究硅基纳米材料的制备方法和工艺流程，探究其制备机理，建立合理的硅基纳米材料制备方法。
2.通过SEM、TEM、XRD等多种物理化学方法对硅基纳米材料进行表征，分析其物理化学性质。
3.将所制备的硅基纳米材料用于锂离子电池，研究其在锂离子电池负极材料中的应用情况和性能特点。
4.研究硅基纳米材料在锂离子电池中的循环寿命、充放电性能等关键指标，评估其作为锂离子电池负极材料的性能优劣。
基础实验：
1.硅基纳米材料的制备方法：溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、热分解法等。
2.硅基纳米材料的表征方法：SEM、TEM、XRD、TG、IR等物理化学测试手段。
3.锂离子电池测试：充放电循环性能测试、静态电化学测试、扫描电子显微镜（SEM）电化学测试等。
进阶实验：
1.优化硅基纳米材料的制备工艺，探寻合理的制备方法，提高硅基纳米材料的制备效率。
2.将硅基纳米材料与其他材料进行复合，探究其在锂离子电池中的应用性能，提高锂离子电池的综合性能。
3.优化硅基纳米材料的结构和形貌，控制其体积变化，提高锂离子电池负极的循环寿命。
4.通过储能设备测试硅基纳米材料的应用情况，并通过多个实验手段来全面展示其作为锂离子电池负极材料的应用性能。
时间安排：
本次任务周期为4个月，具体安排如下：
第1-2个月：硅基纳米材料制备及表征。
第3个月：硅基纳米材料在锂离子电池中的应用性能测试。
第4个月：数据处理和报告撰写。
任务要求：
1.要求团队成员具有化学、材料、电化学等专业背景，并熟悉所需实验设备的使用和实验操作流程。
2.要求团队成员具备科学严谨的研究态度，严格遵守实验室安全和实验制度。
3.要求团队成员积极学习相关理论知识，并及时参与讨论和交流。
4.要求团队成员按照时间安排，及时完成实验进度并完成实验报告。
5.要求团队成员团结协作，共同完成任务，保证研究任务的顺利开展。
参考文献：
1.珂汉蒂倢·辛格,田文庆,郭曙光.锂离子电池负极材料硅的应用研究进展[J].材料导报,2017,31(5):158-165.
2.LIXinyang,HUANGJinling,YANWeile,etal.EffectofCu,O-coatedSimicrosphereandgrapheneoxidecompositeasanodematerialoflithium-ionbatteryandtheinfluencingmechanismofthecompositestructure[J].JournalofMaterialsScience:MaterialsinElectronics,2019,30(19):17227-17242.
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