基于V2O5的锌离子电池正极材料的构筑设计及其电化学性能研究任务书

 2021-09-25 08:09

1. 毕业设计(论文)主要内容:

虽然目前高能量密度的锂离子电池占据了大部分商用充电电池市场,但是几个关键因素,如锂资源匮乏、制作成本高、有机电解液不安全等,限制了其进一步发展,尤其是在大规模储能系统的应用。可充电水系锌离子电池(ZIBs)具有成本低、运行安全性高、环境友好等优点,在大规模储能系统的应用上具备明显的潜力。V2O5是一种层状结构的金属氧化物,近年来已成为二次电池的研究热点之一, 尤其是以V2O5制备的锂离子二次电池正极材料。由于锌离子半径(0.074 nm)只比锂离子半径(0.068 nm)稍大,且外层3d电子使其具有较大的变形性,因此锌离子可以在V2O5晶格中脱嵌,但是该正极材料在锌离子电池中的电化学性能还有待进一步提高。本课题通过石墨烯复合和离子预嵌入制备钒氧化物正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)进行结构、形貌和化学成分的表征,并研究其在锌离子电池中的电化学性能。

(论文)的主要内容:

1.文献调研,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系;

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2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1. 查阅不少于15篇相关文献资料,其中近5年英文文献不少于3篇,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等的影响,完成开题报告;

2. 完成不少于5000字的英文文献翻译;

3. 掌握水热法、水浴加热法等材料合成方法,掌握石墨烯复合和离子预嵌入制备钒氧化物正极材料的方法;

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-5周:通过石墨烯复合和离子预嵌入制备钒氧化物正极材料。

第6-8周:利用XRD、SEM、XPS等对钒氧化物正极材料进行结构、形貌和化学成分表征。

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4. 主要参考文献

[1] Senguttuvan P, Han S D, Kim S, et al. A high power rechargeablenonaqueous multivalent Zn/V2O5 battery [J]. Advanced Energy Materials, 2016, 6: 1600826.

[2] Kundu D, AdamsB D, Duffort V, et al. A high-capacity and long-life aqueous rechargeable zinc batteryusing a metal oxide intercalation cathode [J]. Nature Energy, 2016, 1: 16119.

[3] He P, Zhang G, Liao X, etal. Sodium ion stabilized vanadium oxide nanowire cathode for high-performance zinc-ionbatteries [J]. Advanced Energy Materials, 2018, 8: 1702463.

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