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掺杂介孔碳硫正极材料的制备及锂硫电池性能的研究的开题报告 一、选题背景及研究意义 随着世界能源危机的加剧和环境污染问题的出现,新能源技术的发展越来越受到全球关注。电动汽车因其低污染、节约能源等特点,被认为是未来汽车行业发展的重要方向。而锂硫电池是目前被认为具有应用前景和潜力的一种新型电池。锂硫电池的能量密度高、资源丰富、环境友好等特点,引起了研究人员的广泛关注。 目前,锂硫电池的主要问题是循环稳定性和长期使用稳定性,其中正极材料是影响锂硫电池性能的关键因素之一。现在主要的锂硫电池正极材料是多孔石墨或氧化钛等,但它们的循环寿命不高,不能有效地保持电池的性能。因此,研究如何制备一种高效的正极材料,来提高锂硫电池性能,具有重要意义。介孔材料因其比表面积大、结构稳定、孔径可调等特点,成为锂硫电池正极材料的挑战性选项之一。 二、研究内容及研究方法 本研究将掺杂介孔碳硫正极材料作为研究对象,旨在通过掺杂提高材料的导电性和稳定性,同时通过介孔结构提高材料的比表面积,从而提高锂硫电池的性能。 研究方法主要包括以下几个方面: 1.制备介孔碳球模板:通过乳胶球模板法制备介孔碳球,并进行煅烧处理,得到介孔碳球模板。 2.制备掺杂介孔碳硫正极材料:将硫粉和聚苯乙烯溶解于甲苯中,与介孔碳球模板充分混合,并反复循环浸渍、干燥、硫化等步骤,最终得到掺杂介孔碳硫正极材料。 3.对正极材料的结构和性质进行表征:采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和比表面积等测量手段,分析掺杂介孔碳硫正极材料的结构和性质。 4.测试锂硫电池性能:利用电化学测试仪器,测量掺杂介孔碳硫正极材料的循环性能、容量和比容量等电化学性能。 三、预期成果及意义 预期成果: 1.成功制备出掺杂介孔碳硫正极材料,并对其结构和性质进行了表征。 2.测量了掺杂介孔碳硫正极材料的电化学性能,如循环性能、容量和比容量等。 3.分析掺杂介孔碳硫正极材料的电化学性能初步机理。 意义: 1.深入研究掺杂介孔碳硫正极材料的制备方法和性能表征,有助于提高锂硫电池的性能和稳定性。 2.对介孔碳材料的研究和应用,对新型电池材料的研究和开发,以及其它领域的材料科学研究都有推动作用。