化学气相沉积法设计钠钾离子电池负极材料及其性能研究的任务书.docx

化学气相沉积法设计钠钾离子电池负极材料及其性能研究的任务书
任务书
题目：化学气相沉积法设计钠钾离子电池负极材料及其性能研究
委托单位：某电池公司
研究背景与意义：
钠钾离子电池因其高电压、高能量密度和丰富的资源而备受瞩目，已成为研究热点之一。而作为钠钾离子电池中的重要组成部分，负极材料的设计和制备对于锂离子电池性能的提升至关重要。
当前，负极材料主要分为石墨材料和硅基材料两种。由于硅基材料具有较高的比容量和能量密度，因此在钠离子电池和钠钾混合离子电池中具有广阔的应用前景。然而，硅基材料结构尺寸大、表面积小、不利于离子输运，往往导致其电化学性能下降。因此，在硅基材料的设计与制备上，如何使其结构更加合理、表面积更大、离子输运更便捷，成为当前一个亟待解决的问题。
因此，本次研究旨在利用化学气相沉积法制备一种新型的钠钾离子电池负极材料，并对其电化学性能进行研究，以期能够提高钠钾离子电池的性能表现。
研究内容：
1.利用化学气相沉积法制备一种新型的钠钾离子电池负极材料，并进行材料结构、形貌、比表面积等表征。
2.探究制备条件对材料物理化学性能的影响，包括材料晶体相、比容量、循环寿命等。
3.对比分析不同制备方法制备材料的性能差异。
4.对材料在钠钾离子电池中的性能进行评估，包括循环性能、倍率性能、静置性能等。
5.分析该新型负极材料在钠钾离子电池应用中的优势和不足之处，并提出进一步改进方案。
研究方案：
1.材料制备
选择化学气相沉积法制备新型负极材料，具体操作步骤如下：
（1）制备前体材料，将所需的金属有机化合物或其它化合物溶解在有机溶剂中，得到前体溶液。
（2）准备分解气体混合物，将所需的气体通入反应室，控制反应室温度、沉积时间、压力等条件。
（3）进行化学气相沉积反应，反应过程中控制基底温度、流量和反应时间等参数，制备出新型负极材料。
2.材料表征
利用常规的材料表征方法对所制备材料进行表征，包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、比表面积测定仪等。
3.材料性能测试
通过物理化学实验和电化学实验，测试负极材料的比容量、循环寿命、倍率性能等指标，并对不同制备方法得到的材料进行对比分析。
4.电池测试
将材料作为钠钾离子电池负极材料，进行电池性能测试，包括循环性能、倍率性能、静置性能等，分析其在钠钾离子电池应用中的优势和不足之处。
5.结果分析与改进方案
对实验数据进行结果分析，分析该负极材料的优势和不足之处，并提出进一步的改进方案。
经费预算：
该研究预算为50万元人民币，主要用于机器设备、材料购置、实验室费用、出版费用等方面。
研究团队：
本项目研究团队由5名化学、材料、电化学等相关专业的高级研究人员组成，其中，1名博士生负责材料制备和表征工作，1名博士后负责电化学实验和数据分析工作，3名博士生分别从事实验组装、数据处理和结果分析工作。实验室主任作为本项目的指导教师和技术顾问，对整个研究过程进行指导和管理。