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锂钠离子电池锡基负极材料的制备及其电化学性能研究的任务书
任务书
题目：锂钠离子电池锡基负极材料的制备及其电化学性能研究
背景及意义：
随着人们对新能源的需求不断增加，锂离子电池作为一种高能量密度和长寿命的新型电池，在电动汽车、智能手机、笔记本电脑等领域得到广泛应用。然而，锂离子电池的正极材料容积、能量密度及寿命尚有改进的空间，而锂离子电池负极材料也是影响电池性能的重要因素。目前，商业化的锂离子电池负极主要采用石墨材料，但其容量难以进一步提高，同时电化学性能也会随着循环次数的增加而逐渐下降。因此，开发具有更高容量和更长循环寿命的负极材料对于提高锂离子电池的性能具有重要意义。
锡基负极材料具有较高的理论容量和较长的循环寿命，是一种可替代石墨材料的潜在候选材料。然而，锡基负极材料存在着容量衰减严重、动力学响应较慢等问题，其电化学性能的研究对于解决这些问题具有重要意义。
因此，本课题旨在制备锡基负极材料，并研究其电化学性能，为提高锂离子电池的性能提供新的思路和方法。
研究内容：
1.锡基负极材料制备：
采用化学共淀法制备锡基纳米负极材料，详细工艺包括：原料选用、混合溶液制备、沉淀、干燥、煅烧等步骤。
2.锡基负极材料表征：
采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等方法对锡基负极材料的形貌、晶体结构、粒径等进行表征。
3.锡基负极材料电化学性能测试：
采用循环伏安（CV）、恒定电流充放电（CC）等方法进行性能测试，研究锡基负极材料的电化学反应动力学、电容谱和循环性能等。
4.锡基负极材料性能分析：
根据性能测试结果，分析锡基负极材料的电子传导性、离子传输速度、锡化物相变等对电化学性能的影响。
5.基于锡基负极材料的电池组装和测试：
利用锡基负极材料组装锂离子电池，测试电池在不同充放电条件下的性能，包括容量、循环寿命、倍率性等。
研究计划：
第一年：
1.学习锡基负极材料的制备方法和表征技术，撰写文献综述。
2.根据文献综述设计锡基负极材料制备实验方案，并制备样品。
3.对制备的锡基负极材料进行表征，分析其形貌、晶体结构、粒径等性质。
第二年：
1.在第一年基础上，建立锡基负极材料电化学测试方法，测试锡基负极材料的电化学性能。
2.根据性能测试结果，分析锡基负极材料的电子传导性、离子传输速度、相变等影响因素，为性能优化提供指导。
第三年：
1.基于锡基负极材料制备锂离子电池，测试电池在不同充放电条件下的性能。
2.基于实验结果优化锡基负极材料的制备和性能，提高锂离子电池的性能和循环寿命。
阶段性成果：
第一年：完善锡基负极材料制备方案，制备并表征锡基负极材料。
第二年：建立锡基负极材料的电化学测试方法，分析锡基负极材料的电化学性能及其影响因素。
第三年：基于锡基负极材料制备锂离子电池并测试其性能，为锂离子电池性能提升提供有力支撑。
参考文献：
[1]WanYumin,HuangXinyi,CaoMinhua,etal.PreparationofSnSballoyasanodematerialforlithium-ionbatterybyasolvothermalmethod[J].Ionics,2020,26(8):4059-4069.
[2]LiChunyan,ChenXiang,PangBo,etal.AnoverviewofSn-basedanodesforlithium-ionbatteries:Researchprogressandoutlook[J].JournalofEnergyChemistry,2020,53:217-228.
[3]JiangChangyin,YuanZhongwei,ChenYuanfu,etal.Reducedgrapheneoxide-TiO2nanorods-SnO2ternarycompositeasanodeforhighperformancelithium-ionbatteries[J].AppliedSurfaceScience,2020,511:145524.