1. 毕业设计（论文）主要内容：
电化学储能技术在我们生活中发挥着越来越重要的作用，在各种不同的能量存储技术中，可再充电的绿色化学存储器件——锂离子电池，因其容量高、寿命长等优点，已被广泛应用于便携式电子设备，现在已扩展到电动汽车和大型储能系统。但是，锂在地球上的储量越来越少，大规模需求使其价格不断上升。相对于锂来言，钠的储量丰富，成本低廉。同时，由于钠与锂具有相似的物理和化学性质，钠离子电池可以如同锂离子电池一样工作，且更加稳定安全。因此，开发基于钠离子电池的储能体系用来替代锂离子电池是一个非常理想的选择。但是，值得注意的是，钠离子的离子半径为97 pm，约为锂离子半径（68 pm）的1.43倍。因此，当钠离子电极材料进行储钠时，其结构膨胀程度更大，结构更易破坏，电池寿命更易下降。所以，开发可以缓冲结构破坏的新型钠离子电极材料具有重大的科学意义与实用价值。
在新型钠离子电极材料的研究中，钒氧化物因其容量高、成本低、来源丰富等优势已被广泛研究。但是，钒氧化物在充放电过程中结构容易破坏，导致容量衰减；并且钒氧化物导电性较差，限制了其功率密度的提高。针对于这些问题，氮掺杂可以增加本体材料的电子传导率，而多孔纳米管具有缓冲空间，可以抑制本体材料的结构破坏；进一步引入高强度的二维石墨烯来构筑复合缓冲结构单元，可以更好地提升材料的结构稳定性，从而实现循环寿命的增加。鉴于此，我们提出一种多孔氮掺杂钒氧化物纳米管缓冲结构。在具体实施中，采用水热法、抽滤法及后续的烧结过程，首先制备出多孔氮掺杂V2O3纳米管/rGO复合缓冲结构；然后，对其结构做详细表征；最后，组装成钠离子电池，进行电化学性能测试，探索其结构与性能的相关性。同时，采用原位XRD技术，原位检测材料在充放电过程中的相变，探索其储钠机制。
2. 毕业设计（论文）主要任务及要求
1、查阅不少于30篇的相关资料，其中英文文献不少于20篇，完成开题报告。
2、首先利用水热法等，制备VOx纳米卷前驱体；然后与石墨烯复合；再结合后续的烧结技术，构筑多孔氮掺杂V2O3纳米管/rGO复合缓冲结构；对所获得的材料进行详细的结构表征；测试该材料的钠离子电池正极的电化学性能，同时讨论其结构与性能的相关性。
3、完成不少于5000字的英文文献翻译。
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，明确研究内容，了解项目背景、材料合成机理、材料表征手段。确定方案，完成开题报告。
第4－8周：按照预定设计的方案构筑多孔氮掺杂V2O3纳米管/rGO复合缓冲结构，并且对其进行物相、形貌等表征。
第9－12周：组装电池、测试电化学性能，完成理论分析。
4. 主要参考文献
[1] Niu C, Meng J, Wang X, et al. General synthesis of complex nanotubes by gradient electrospinning and controlled pyrolysis[J]. Nat. commun. 2015, 6.
[2] Wu H, Chan G, Choi J W, et al. Stable cycling of double-walled silicon nanotube battery anodes through solid-electrolyte interphase control[J]. Nat. nanotechnol. 2012, 7(5): 310-315.
[3] Wang Y, Zeng H C, Lee J Y. Highly reversible lithium storage in porous SnO2 nanotubes with coaxially grown carbon nanotube overlayers[J]. Adv. Mater. 2006, 18(5): 645-649.
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