聚阴离子型材料在镁基杂化电池正极材料中的应用开题报告

 2023-04-10 16:52:01

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1 引言从古至今，我们所用的能源有化石燃料和电池，化石燃料（如煤炭、天然气、石油等不可再生资源）是我们使用得最多的能源，使用过程中产生了大量的二氧化碳给地球的气候带来了严重的影响；一次电池、铅酸电池、镍铬电池等电池中的重金属会对环境产生很大的污染，限制了人类的进一步发展。

人类的发展促进了对能源的进一步需求，锂离子电池由于其开路电压高、能量密度大、循环性能好，已经广泛地应用在我们的生活中[1,2]，但由于锂离子电池在负极容易产生枝晶，从而刺穿隔膜，带来安全性问题，所以限制了锂离子电池的应用和发展。

在元素周期表中，镁和锂处于对角线位置，具有相似的化学性质，且镁有一系列的优点，镁元素在地壳中储量丰富（Mg-约2%，Li-约0.0065%）、价格低（Mg-$ 2700/吨，Li-$ 64800/吨）、理论体积比容量大（Mg-3822 mAh cm-3，Li-2062 mAh cm-3）、性质较锂稳定且在沉积/溶出的过程中不会生成枝晶[3]，更加安全，这让镁离子电池占据了安全方面的优势，研究者们对其做了大量的研究。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1:拟研究的问题本课题从基础研究的角度出发，通过溶剂热法制备了聚阴离子型 LiTi2(PO4)3正极材料，并通过碳包覆方法来对其电化学性能进行改善。

重点考察不同的碳包覆量对 LiTi2(PO4)3 电化学性能的影响，通过 XRD、FESEM、CV等测试手段，对不同充放电状态下的电极材料相组成、微观形貌及电化学性能进行表征，并进一步尝试对电化学性能改善的机理进行解释。

2：拟采用的研究手段（1）利用溶剂热法制备LiTi2(PO4)3；（2）对制备的LiTi2(PO4)3采用不同的工艺进行水解预处理。

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