聚苯胺水凝胶的制备和性能研究任务书

 2021-09-22 12:09

1. 毕业设计(论文)主要内容:

如今,随着汽车、电子产品等的普及,人们对能源的需求日益增加,为了减少化石燃料的燃烧,锂离子电池等可再生能源对于可持续经济的发展起着至关重要的作用。而硅基负极则堪称锂离子电池中的“圣杯”,因为硅负极的理论比容量可达4200 mAh·g-1,这比目前已经商业化的石墨负极高出近10倍。另外,硅负极还有较低的脱嵌锂电位,丰富的自然资源储量,以及环境友好性等突出优势。然而,它在充放电过程中会膨胀将近300%,还伴随着严重的界面反应,使其比容量快速衰减。因此,构建一个可伸缩的包围硅粒子的三维网络结构有望解决硅负极在充放电过程中的膨胀问题以及电接触问题。而聚苯胺水凝胶通过氢键形成动态网络结构,既能传导电子,又能适应硅负极膨胀和收缩的不同状态搭建新的氢键连接点,为提高硅负极材料的循环稳定性,充分发挥硅负极的嵌锂容量提供了新的思路。

设计(论文)主要内容:

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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.掌握硅基聚苯胺水凝胶进行结构表征,并学会组装电池,测试其性能。

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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4-8周:按照设计方案,制备硅基聚苯胺水凝胶。

第9-12周:采用SEM、XRD、FTIR、EIS等测试技术对水凝胶的形貌、结构与性能进行表征。

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4. 主要参考文献

[1]

[1] [1] Choi, S.,et al. (2017). "Highly elastic binders integrating polyrotaxanes forsilicon microparticle anodes in lithium ion batteries." Science 357(6348): 279-283.

[2] [2]Wu, H., etal. (2013). "Stable Li-ion battery anodes by in-situ polymerization ofconducting hydrogel to conformally coat silicon nanoparticles." Nat Commun 4: 1943.

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