纤维素衍生碳/氧化锌复合电极材料的制备及其电化学性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

在化石燃料日渐枯竭以及环境问题日益严重的今天，如何提高可再生能源的存储与利用成为制约人类发展的关键问题。作为高效的电能/化学能转化装置，二次电池为上述问题提供有效解决策略。二次电池的发展极大程度上由人类不断提升的能量密度需求所推动，自发明至今，二次电池已成为人类社会不可或缺的储能和供能设备。

由于其质轻和电极电势最负的特点，锂金属作为电池负极时具有远超传统铅、镉等负极材料的能量密度，开发以金属锂为负极的电池成为了当时人们的研究重点。

锂二次电池发展过程中的重要转折点是goodenough教授在1980年关于层状氧化物钴酸锂作为锂电池正极材料的报道。钴酸锂正极材料的发现使不含金属锂的负极成为可能。1985年，日本科学家yoshino提出了以钴酸锂为正极，能可逆嵌入锂离子的石油焦为负极的锂二次电池。随后，人们用石墨替代石油焦作为电池负极，该电池即人们所谓的“锂离子电池”。

2. 研究内容和预期目标

本课题的研究内容包括以下几点：

1、通过原位热还原工艺法制备纤维素衍生碳/氧化锌复合电极材料；

3. 研究的方法与步骤

1、通过管式炉煅烧纤维素原料与锌盐的混合物制备碳/氧化锌复合电极材料。

2、利用sem和xrd等对所制备材料进行形貌、结构表征；

3、将碳化后的材料，与导电炭黑和pvdf按7:2:1比例进行混合研磨，随后进行脱泡混合，制成的浆料进行涂布，并在60℃的真空中烘干过夜，得到的碳基复合材料极片，最后进行锂电池的组装。

4. 参考文献

1. 钱森森, 李伟伟, 刘孝伟, 等. 氧化锌作为锂离子电池负极材料的研究进展[j] . 有色金属工程, 2021, 11:120-124.

2. 黄俊达, 朱宇辉, 冯煜, 等. 二次电池研究进展[j] . 物理化学学报, 2022, 38:112-115.

3. kim p j, kim k, pol v g. a comparative study of cellulose derived structured carbons on the electrochemical behavior of lithium metal-based batteries[j]. energy storage materials, 2019, 19:179-185.

5. 计划与进度安排

1、2024.02.18-2024.03.31，阅读文献，整理资料，提交开题报告，完成英文文献翻译；

2、2024.04.01-2024.05.15，对所制备材料进行表征。测试所得材料电化学性能，最终得到具有高性能的锂离子电池。

3、2024.05.16-2024.05.31，毕业论文撰写；