一维磷化钴纳米线的构筑设计及其储钠机制的研究任务书

 2021-09-22 12:09

1. 毕业设计(论文)主要内容:

能源是21世纪最重要研究领域之一。近年来,开发具有高能量密度,功率密度和安全性的高效电化学能量存储装置的需求变得越来越迫切。电化学能量存储装置通常包括电池和电容器。目前,锂离子电池的应用越来越广泛,包括便携式电子设备、电动汽车等。近年来,随着对锂资源的需求上升,锂资源的价格也不断上升。钠由于与锂相似的物理化学性质而被学者广泛研究。更重要的是,钠资源分布广泛且价格便宜,因此在大规模储能和大型电动汽车上具有广泛的应用前景。然而,由于钠离子大的离子半径导致其在材料中的扩散比较慢以及大的体积膨胀,进而导致结构坍塌,循环稳定性下降。因此我们需要寻找一种具有赝电容特性的负极材料来储存钠离子。磷化物材料具有高的导电性和电化学活性,因此被广泛应用于电催化和锂/钠离子电池中。因此本项目拟对一维磷化物纳米线构筑设计及其储钠机制进行研究,表征材料物相、形貌、界面结构、元素化学环境,并研究其对钠离子存储性能的影响。

设计(论文)主要内容: DOCPROPERTY PO_Content \* MERGEFORMAT

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,了解选题对社会、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.通过总结相关文献资料来拟定技术方案;

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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4-6周:按照设计方案开展实验,利用水热和煅烧法制备一维磷化钴纳米线结构,并通过采取控制变量的方法,在保证其他条件完全相同的条件下,通过调控煅烧时间和磷源比例以获得最佳的一维纳米线结构。并采取非原位XRD、SEM、BET、Raman等先进表征技术来确定该结构的形貌特征、化学组成、物相以及结构等基本性质。

第7-9周:将已制备得到的形貌均一的磷化钴纳米线电极材料组装成为钠离子电池,利用循环伏安、恒定电流充放电、交流阻抗等测试该电极材料的长循环倍率等性能,并研究分析磷化钴纳米线电极结构与电化学性能之间的相关性。及时总结实验数据并与导师沟通。

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4. 主要参考文献

【1】Augustyn, V., Simon, P. Dunn, B.Pseudocapacitive oxide materials for high-rate electrochemical energystorage[J]. Energy Environmental Science, 2014, 7, 1597.

【2】Stevens D A, Dahn J R. High capacity anodematerials for rechargeable sodium‐ion batteries[J]. Journal of the ElectrochemicalSociety, 2000, 147(4): 1271-1273.

【3】Chen, Z. et al. High-performance sodium-ionpseudocapacitors based on hierarchically porous nanowire composites[J]. ACSNano, 2012, 6, 4319-4327.

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