锂离子电池负极材料-天然石墨改性研究的任务书.docx

锂离子电池负极材料-天然石墨改性研究的任务书
一、选题背景
随着科技的不断进步，充电设备越来越多，给电池需求量带来了大量增长。但传统的铅酸电池、镍氢电池等不具有良好的轻量化特性和长寿命特性。随着人们对环保问题的关注和对新能源的需求增加，锂离子电池显示出了强大的潜力。作为锂离子电池的关键材料，正极材料的改良已经得到了广泛的关注，但负极材料对于锂离子电池的性能同样非常重要。目前，市面上使用最广泛的负极材料是天然石墨，但它的储能能力有限，无法满足高能量密度和长寿命电池的需求。因此，如何改善天然石墨作为锂离子电池负极材料的能力已经成为了研究的热点。
二、研究目的
本研究旨在通过对天然石墨的改性研究，提高其作为锂离子电池负极材料的储能能力和使用寿命，提高锂离子电池的性能。
三、研究内容
本研究将从以下几个方面进行深入探究：
1.天然石墨的表面改性研究
将通过物理处理、化学处理和复合处理等方式对天然石墨表面进行改性处理。包括对表面的化学成分、形貌等进行表征分析，探究表面结构改变对储能能力和循环性能的影响。
2.新型复合负极材料制备
通过将天然石墨与多种金属氧化物、聚合物以及碳材料等进行复合制备，探究不同复合材料与天然石墨的配比、制备工艺对性能的影响。并对制备出的新型复合负极材料进行物理化学性质的测试和分析。
3.微观结构与性能关系的研究
对复合负极材料的内部结构、材料物性、电化学反应机制、锂电池性能等进行研究，探究微观结构与性能关系，并寻找优化的方法。
四、研究意义
本研究的结果将有益于提高锂离子电池的性能，推动电动汽车与储能设备的发展，有助于缓解环境问题，促进可持续发展。并对锂离子电池负极材料的研究有一定的参考意义。
五、研究方案
本研究的方案将包括以下步骤：
1.针对天然石墨表面处理进行实验设计、数据分析，寻找表面改性方案。
2.设计多种新型复合负极材料的制备工艺，对所得材料进行测试、分析和评价，筛选性能较优的材料。
3.分别以改性后的天然石墨和所制备新型复合负极材料为锂离子电池负极材料，对电池性能进行评价。
4.针对其中性能不稳定或低的负极材料，进行反复实验和分析，寻找解决方案。
5.制定实验报告并发表，将研究成果应用于锂离子电池生产中。
六、预期效果
通过本研究，预期改进锂离子电池的储能能力和使用寿命，提高锂离子电池的性能，推广使用锂离子电池，在绿色能源存储、新能源汽车等领域具有较好的推广应用前景。