多孔碳基复合材料的制备及其在锂硫电池中的应用的任务书.docx

多孔碳基复合材料的制备及其在锂硫电池中的应用的任务书
任务书
一、课题研究的背景
随着新兴能源领域的不断发展，锂硫电池已经成为一种备受关注的新型能源存储技术。锂硫电池具有高能量密度、低污染性、成本低廉等优点，因此在电动汽车、通信设备、军事装备等领域有很大的应用前景。但是，锂硫电池也存在着一些缺点，例如电解液挥发、其内部电池反应副产物的沉积以及锂电极的钝化等问题，这些问题都会限制锂硫电池的使用寿命和安全性能。因此，如何提高锂硫电池的寿命和安全性能成为研究的重要方向。
多孔碳基复合材料是一类具有优异性能的材料，具有高催化性能、电导率良好、低毒性等特点，因此在锂硫电池中应用广泛。多孔碳基复合材料与硫的复合物可以有效地提高锂硫电池的电化学性能，使得锂硫电池的循环寿命得到了提高。因此，多孔碳基复合材料的制备及其在锂硫电池中的应用研究具有非常重要的意义。
二、研究目的和意义
本研究主要探究多孔碳基复合材料的制备方法及其在锂硫电池中的应用。具体研究目的如下：
1.综述多孔碳基复合材料的制备方法及其在锂硫电池中的应用。
2.利用一种新型的制备方法，制备出一种性能优异的多孔碳基复合材料。
3.考察多孔碳基复合材料在锂硫电池中的电化学性能，如循环性能、比容量等，并与传统材料作比较。
4.探究多孔碳基复合材料的电解液吸附行为，研究其对锂硫电池性能的影响。
通过上述研究，旨在提高锂硫电池的性能，为其实际应用提供更为可靠的支持，同时为多孔碳基复合材料的深入研究提供新的思路和方法。
三、研究内容
1.综述多孔碳基复合材料的制备方法及其在锂硫电池中的应用。
2.确定一种高效的多孔碳基复合材料制备方法，并制备出多孔碳基复合材料。
3.对多孔碳基复合材料进行表征，包括形态结构、孔径分布、比表面积等参数，探究多孔碳基复合材料的物理性质。
4.对多孔碳基复合材料在锂硫电池中的电化学性能进行测试分析。
5.研究多孔碳基复合材料的电解液吸附行为，探究多孔碳基复合材料对锂硫电池性能的影响。
6.对多孔碳基复合材料在锂硫电池中的应用前景进行总结和展望。
四、研究方法
1.综述法：对多孔碳基复合材料在锂硫电池中的应用进行综述，并分析多孔碳基复合材料的特点和优势。
2.溶胶凝胶法：利用溶胶凝胶法制备多孔碳基复合材料。
3.中和滴定法：利用中和滴定法测量多孔碳基复合材料的孔径分布。
4.程序升温法：利用程序升温法分析多孔碳基复合材料的热稳定性能。
5.红外光谱法、热重分析法、X射线衍射分析法、Brunauer-Emmett-Teller比表面积测试法和扫描电子显微镜表征法：对多孔碳基复合材料进行表征。
6.循环伏安法、恒流充放电、电化学阻抗谱等电化学测试方法：对多孔碳基复合材料在锂硫电池中的性能进行测试分析。
五、研究计划
预计研究周期为1年。
第一年：
1.第1-2个月，学习相关文献，掌握多孔碳基复合材料的制备方法及其在锂硫电池中的应用。
2.第3-4个月，确定多孔碳基复合材料的制备方法。
3.第5-6个月，制备多孔碳基复合材料。
4.第7-8个月，对多孔碳基复合材料进行表征。
5.第9-10个月，测试多孔碳基复合材料在锂硫电池中的电化学性能。
6.第11-12个月，总结结果，撰写毕业论文并答辩。
六、预期成果
1.对多孔碳基复合材料制备方法的研究，提出一种新的高效制备方法。
2.对多孔碳基复合材料的电化学性能进行测试分析，探究其在锂硫电池中的应用前景。
3.发表学术论文1篇，参加国际、国内学术会议1次。
七、经费预算
本研究经费预算总计100万元，主要用于实验室设备和材料采购、出差费用等方面。其中，设备采购费用约50万元，材料采购费用约30万元，出差费用约20万元。确保研究经费的充足性，保证研究工作的顺利进行。
八、研究团队
本研究团队成员包括指导教师1名，研究人员2名，硕士研究生4名。其中，指导教师为硕士生导师，主要负责研究方案的制订、实验设计以及研究工作的指导和评估。研究人员主要负责实验工作的执行和数据分析。硕士研究生则参与实验操作、数据分析、文献查找及研究报告撰写等工作。本研究团队将确保科研工作有序、高效地进行，保证研究目标的实现。
九、参考文献
[1]SongMK,CairnsEJ,ZhangY.Lithium/sulfurbatterieswithhighspecificenergy:oldchallengesandnewopportunities[J].Nanoscale,2013,5(6):2186-2204.
[2]JayaprakashN,ShenJ,MogantySS,etal.Poroushollowcarbon@sulfurcompositesforhigh-powerlithium-sulfurbatteries[J].AngewandteChem