氧化锰层活性调控及其嵌锌性能研究开题报告

 2024-06-16 11:23:25

1. 本选题研究的目的及意义

近年来,由于便携式电子设备和电动汽车的快速发展,对高性能储能器件的需求日益增长。

锂离子电池由于其高能量密度,被广泛应用于各种领域,但其也存在成本高、资源有限等问题。

相比之下,锌离子电池因其成本低、安全性高、环境友好等优势,被认为是下一代储能器件的有力竞争者。

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2. 本选题国内外研究状况综述

近年来,国内外学者在氧化锰基材料用于锌离子电池正极材料方面展开了广泛的研究,并在材料制备、性能优化和机理研究等方面取得了一系列进展。

1. 国内研究现状

国内研究主要集中在新型氧化锰基复合材料的制备和性能优化方面。

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题旨在通过对氧化锰层进行活性调控,改善其嵌锌性能,提高其作为锌离子电池正极材料的电化学性能。

1. 主要内容

1.氧化锰层的制备与表征:a)采用不同的制备方法,如水热法、溶胶凝胶法、化学沉积法等,制备不同晶型、形貌和尺寸的氧化锰层。

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4. 研究的方法与步骤

1.文献调研:通过查阅国内外相关文献,了解氧化锰基材料在锌离子电池中的应用现状,掌握氧化锰材料的制备方法、性能调控策略和嵌锌机理等方面的研究进展。

2.材料制备:采用水热法、溶胶凝胶法、化学沉积法等方法制备不同晶型、形貌和尺寸的氧化锰层,并通过控制反应条件,如反应温度、pH值、反应时间等,调控氧化锰层的结构和形貌。

3.材料表征:利用XRD、SEM、TEM、XPS、Raman等表征手段对制备的氧化锰层进行系统表征,分析其晶体结构、形貌特征、元素组成、表面化学状态和缺陷结构等信息。

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5. 研究的创新点

1.通过缺陷工程、掺杂改性或复合材料设计等策略,构建具有高活性位点的氧化锰层,提高其电化学活性,改善其嵌锌性能。

2.结合多种原位表征技术和理论计算,深入研究氧化锰层的嵌锌机理,揭示影响其电化学性能的关键因素,为氧化锰基锌离子电池的性能优化提供理论指导。

3.通过优化电解液组成、设计电极结构等策略,抑制副反应的发生,提高氧化锰层基锌离子电池的循环寿命、倍率性能和能量密度,推动其在储能领域的应用。

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6. 计划与进度安排

第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲

第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

[1] 王凯,张忠华,王新东,等.δ-MnO2的形貌调控及其超级电容性能研究[J].功能材料,2018,49(11):11030-11035.

[2] 刘洋,王立,李娜,等.水热法制备MnO2及其电化学性能研究[J].电源技术,2020,44(12):2138-2141 2146.

[3] 邓凌峰,王庆,王志兴,等.α-MnO2纳米线的制备及其电化学性能研究[J].功能材料,2017,48(8):8118-8122.

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