磷酸鐵鋰及其石墨烯復(fù)合材料的制備與性能研究的開題報告

磷酸鐵鋰及其石墨烯復(fù)合材料的制備與性能研究的開題報告題目：磷酸鐵鋰及其石墨烯復(fù)合材料的制備與性能研究一、選題背景及意義以電動汽車的普及為背景，新型電池技術(shù)越來越受到重視。磷酸鐵鋰（LiFePO4）電池由于其高安全性、高性能和成本較低等特點，成為新型鋰離子電池中具有很大潛力的一種。然而，LiFePO4電池在高倍率放電時，其放電容量和電化學(xué)性能受到一定的限制，這限制了其在電動汽車上的應(yīng)用。因此，研究提高LiFePO4電池的倍率性能，成為當(dāng)前新型電池技術(shù)研究的熱點和難點之一。石墨烯具有高比表面積、高導(dǎo)電性和高機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。近年來，石墨烯被引入到鋰離子電池領(lǐng)域，以期提高電池的性能。因此，將石墨烯與LiFePO4復(fù)合制備材料，探索其應(yīng)用于電動汽車的性能表現(xiàn)，具有一定的研究意義和應(yīng)用前景。二、研究內(nèi)容1.制備磷酸鐵鋰粉體材料及石墨烯；2.制備磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料；3.對所制備的磷酸鐵鋰及其石墨烯復(fù)合材料進(jìn)行物性和電化學(xué)性能測試，包括晶體結(jié)構(gòu)、電導(dǎo)率、放電容量等。三、研究方法1.利用化學(xué)方法合成磷酸鐵鋰納米晶體粉體；2.利用機(jī)械剝離法制備石墨烯；3.采用球磨和高溫煅燒方法制備磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料；4.利用XRD、SEM、TEM、FTIR等測試手段，對所制備的材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)、形貌和化學(xué)成分分析；5.利用恒流充放電充放電法、循環(huán)伏安法等測試手段，對所制備的材料進(jìn)行電化學(xué)性能測試。四、預(yù)期成果1.完成磷酸鐵鋰及其石墨烯復(fù)合材料的制備；2.對所制備的材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)、形貌和化學(xué)成分分析；3.對所制備的材料進(jìn)行電化學(xué)性能測試；4.得到磷酸鐵鋰及其石墨烯復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)、電導(dǎo)率、放電容量等相關(guān)性能數(shù)據(jù)；5.對磷酸鐵鋰及其石墨烯復(fù)合材料的應(yīng)用前景進(jìn)行探討。五、研究難點1.磷酸鐵鋰及其石墨烯復(fù)合材料的制備工藝；2.磷酸鐵鋰及其石墨烯復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能分析；3.磷酸鐵鋰及其石墨烯復(fù)合材料的電化學(xué)性能測試方法。六、預(yù)期創(chuàng)新點1.通過石墨烯的應(yīng)用提高LiFePO4電池的倍率性能；2.探索新型電池材料的制備方法和應(yīng)用前景。七、研究進(jìn)度安排1.研究方案的擬定：2022年6月-7月；2.實驗室基礎(chǔ)試驗：2022年8月-2023年3月；3.材料性能分析：2023年3月-2023年5月；4.論文寫作：2023年5月-2023年8月；5.論文修改：2023年8月-2023年10月。八、參考文獻(xiàn)1.Chen,X.,Peng,X.,Li,X.,etal.(2018).InvestigationoftheelectrochemicalperformanceofFePO4/graphenecompositesascathodesforlithium-ionbatteries.FrontiersinChemistry,622(6),1-9.2.Kim,S.,Park,J.,&Lee,K.(2016).DevelopmentofLiFePO4cathodematerialsforhighpowerlithium-ionbatteries:Amaterialperspective.JournaloftheKoreanCeramicSociety,53(1),1-18.3.Panchakarla,L.S.,Kim,H.S.,&Lee,Y.H.(2009).Simultaneousliquid-phaseexfoliationandreductionofgrapheneoxide.JournalofNanoparticleResearch,11(2),311-317.4.Wang,Y.,Wang,D.,&Qian,Y.(2015).RecentadvancesinelectrodematerialsforLi-ionbatteries.JournalofMaterialsChemistryA,3(19),9369-9382.5.Wu,X.,Hu,Y.,Wu,Q.,etal.(2016).Graphenehierarchicalstructuresforhigh-