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锂离子电池石墨负极材料的改性及性能研究的任务书
任务书
一、任务背景
随着现代社会的发展，电子设备的普及和电动汽车的兴起，锂离子电池作为一种高能量密度、长寿命、无记忆效应、环保的新型电池逐渐得到了广泛应用。但是，在使用锂离子电池的过程中，其负极材料——石墨会因为锂的插入和脱出导致结构发生变化，从而导致电池的容量退化和寿命缩短。因此，石墨负极材料的改性和性能研究具有重要的理论和应用价值。
二、任务目标
本次任务旨在通过对石墨负极材料的改性，提高其电化学性能，在保证安全稳定的前提下，提高电池的循环寿命并提高能量密度。具体目标如下：
1、改性石墨负极材料的制备：采用可控合成方法，利用不同的改性剂对石墨进行处理，制备出一系列不同改性程度的石墨负极材料。
2、石墨负极材料的性能测试：对不同改性程度的石墨负极材料进行循环伏安曲线测量、电化学阻抗谱、循环性能测试等电化学测试，得出其电化学性能指标，并对比分析不同改性石墨负极材料的性能差异。
3、机理研究：分析不同改性剂所引起的结构变化及其与电化学性能之间的关系，为改良石墨负极材料的性能提供理论支撑。
三、主要任务
1、收集和整理与石墨负极改性及性能研究相关的文献和资料；
2、开展改性石墨负极材料的制备工作，探索在快速低温条件下利用新型改性剂、新型载体和新型溶剂等方法对石墨进行改性的优化工艺；
3、运用电化学测试技术，对不同改性程度的石墨负极材料进行性能测试，如循环伏安曲线测量、电化学阻抗谱、循环性能测试等；
4、对测试结果进行分析和比较，研究不同改性剂对石墨负极材料性能的影响，探讨改性机理，为提高锂离子电池的性能提供理论依据；
5、根据研究成果撰写科研论文并进行学术交流。
四、研究所需条件
1、实验室：具备石墨负极材料与锂离子电池性能测试的实验室条件；
2、设备：循环伏安电化学工作站、电化学阻抗谱分析仪、循环性能测试装置等专业测试设备；
3、材料与试剂：石墨负极材料、改性剂、载体等。
五、任务计划
1、第一年：收集文献和资料，确定研究方向；开展石墨负极材料的制备和性能测试工作；
2、第二年：对石墨负极材料进行多个电化学性能指标测试和比较分析；初步得出改性石墨负极材料的性能提高和变化机制；
3、第三年：深入研究不同改性剂引起石墨结构变化的机理和相关性能，并撰写科研论文进行学术交流。
六、预期成果
1、制备出一系列不同改性程度的石墨负极材料，并对其电化学性能进行测试和分析；
2、探讨不同改性剂引起石墨结构变化的机理，为提高石墨负极材料性能提供理论支撑；
3、通过实验和研究，提出改善现有锂离子电池储电负极材料性能的方案，提高其循环寿命和能量密度；
4、撰写并发表不少于2篇优秀SCI论文，申请相关发明专利。
七、预算
本次研究所需预算为30万元，主要包括实验室耗材费、设备维护费以及论文出版费等。其中，实验室耗材费占70%以上。
八、参考文献
1.PattamapromC,JitputtiJ,ChavadejS,etal.SynergisticEffectofSi/TiCarbonModificationontheElectrochemicalandMechanicalPropertiesofCommercialGraphiteforLithium-IonBatteries[J].Nano-MicroLetters,2018,10(3):47.
2.TangW,HuangX,XianH,etal.ReviewonRecentProgressinSi-BasedAnodeMaterialforHigh-PerformanceLi-IonBatteries[J].JournalofMaterialsChemistryA,2019,7(13):7385-7398.
3.ZhangK,LiX,MuW,etal.GrapheneLayersEncapsulatedSiliconCompositePreparedfromRenewableOil:AHigh-PerformanceAnodeMaterialforLithium-IonBatteries[J].ElectrochimicaActa,2017,254:356-362.