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锂硫电池正极碳基纳米功能材料的设计制备、结构与性能研究的任务书
任务书
一、研究背景和意义
近年来，由于其高能量密度和天然原材料来源的优势，锂硫电池已经成为新一代绿色电池的研究热点。锂硫电池的正极部分是由硫材料和导电添加剂混合制成的，硫材料的电化学活性和导电添加剂的质量和分布对于锂硫电池的性能都有着至关重要的影响。因此，如何针对锂硫电池正极材料进行优化，提高其性能和寿命，是目前锂硫电池研究的关键所在。
近年来，设计、制备和研究锂硫电池正极碳基纳米功能材料以及其结构与性能研究，已经成为新兴研究领域。针对锂硫电池正极碳基纳米功能材料，可以通过控制其结构与多孔性以及表面功能团的含量发展特殊的电极材料。在组成设计、氧化处理以及氮化处理的条件下制备合适的多孔结构和材料，可调控锂硫电池正极部分电化学反应，从而提升其静态电化学能力、稳定性和循环寿命。因此，这项工作具有极大的研究意义和实际应用价值。
二、研究目标和内容
本项任务的研究目标是设计、制备和研究锂硫电池正极碳基纳米功能材料以及其结构与性能。具体的研究内容包括：
1.研究锂硫电池正极碳基纳米功能材料的制备方法。
2.研究锂硫电池正极碳基纳米功能材料的结构与多孔性的调控方法。
3.研究锂硫电池正极碳基纳米功能材料中表面功能团的含量和组成的影响。
4.研究锂硫电池正极碳基纳米功能材料的电化学反应机理。
5.研究锂硫电池正极碳基纳米功能材料的静态电化学性能、稳定性和循环寿命。
三、研究方法和思路
1.锂硫电池正极碳基纳米功能材料的制备方法：使用化学气相沉积法、溶剂热方法等方法，通过对碳纳米管、纳米棒、气凝胶等材料进行特殊处理和调控，得到具有特定孔径、形貌和结构的锂硫电池正极碳基纳米功能材料。
2.锂硫电池正极碳基纳米功能材料的结构与多孔性的调控方法：通过对原材料的化学组成、制备方法和条件等进行调控，可以得到具有不同形态和孔径的锂硫电池正极碳基纳米功能材料。
3.锂硫电池正极碳基纳米功能材料中表面功能团的含量和组成的影响：通过对由纳米功能材料制备而成的锂硫电池正极材料进行表面处理，调控表面化学键，得到具有不同表面功能团的锂硫电池正极碳基纳米功能材料。
4.锂硫电池正极碳基纳米功能材料的电化学反应机理：通过对锂硫电池正极碳基球化纳米结构的扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱等结构表征和电化学实验数据的分析，研究锂硫电池正极碳基纳米功能材料的电化学反应机理。
5.锂硫电池正极碳基纳米功能材料的静态电化学性能、稳定性和循环寿命：通过对锂硫电池正极碳基纳米功能材料进行电化学性能测试、电导性测试、循环寿命测试等，评估锂硫电池正极碳基纳米功能材料的性能和寿命。
四、研究预期成果
1.设计、制备并测试多种锂硫电池正极碳基纳米功能材料。
2.发现正极材料的静态电化学性能、稳定性和循环寿命与表面功能团的含量和组成密切相关。
3.发现切合实际应用的锂硫电池正极碳基纳米功能材料，优化正极材料的结构与电化学性能。
4.提出有关锂硫电池正极材料优化的新思路和新方法。
五、参考文献
1.李刚.纳米材料制备与表征研究[M].化学工业出版社,2005.
2.刘扬,薛涛,林绍谦,等.硫材料应用于锂二次电池正极的研究进展[J].电化学与新能源,2015,8(6):451-456.
3.周群利,张琳,杨仙玲,等.硫材料的制备及其在锂电池中的应用[J].科学技术创新,2015,20(35):5513-5517.
4.李樽,阎铁军,彭旺祥.硫化物锂电池正极材料的最新研究进展[J].电池工业,2016,36(2):95-99.
5.陈圆圆,王娟娟,刘晓云,等.纳米材料制备及其在锂电池正极材料中的应用[J].化学工业和工程,2017,34(3):38-41.