1. 毕业设计（论文）主要内容：
随着近年来锂离子电池(LIBs)在便携式储能设备和电力储能装置中取得了较大成功,锂金属的日益稀缺、分布不均问题逐渐显露,使得锂资源的价格也越来越昂贵,这些缺陷限制了LIBs的长远发展。因此,研究人员开始把目光投向与LIBs电化学性质相似的钠离子电池(SIBs)、钾离子电池(KIBs)。钠和钾金属资源丰富,价格低廉,环境友好,是取代LIBs的理想选择。但是Na 几乎无法与商业化石墨发生多步插层反应,形成NaC64化合物的比容量很低,而K 虽然半径更大,反而更易于嵌人石墨形成KC8;此外,K 比Na 具有更低的氧化还原电(钾:-2.92Vvs.标准氢电极电势;钠:-2.71Vvs.标准氢电极电势),保证了KIBs较高的工作电压和能量密度。相关研究表明,在水系电解中,K 的氧化还原电位甚至低于Li ,且路易斯酸更弱,有利于离子传输和插层。除此之外，在钾离子电池中，还可以使用金属铝作为电极的集流体，相较于锂离子和钠离子电池中使用铜箔作为电极的集流体，可有效降低电池的重量和组装成本，同时得益于其储量丰富，钾离子电池的电解液在工艺成熟后价格将会更低，从而使得其最终得到的电池成本具有很高的竞争优势。综上,研究高效稳定的KIBs,是新一代储能器件的发展方向之一。但是，相比Li 而言,半径较大的K (K:0.276nm;Li:0.152nm)更容易引起负极材料的粉化和脱落,从而面临比容量低、循环稳定性差的问题,这是KIBs的发展瓶颈之一。因此,寻求性能优越,适合K 嵌人/脱嵌的负极材料,进一步提高电池的比容量和循环寿命,成为亟待解决的关键问题。基于上述问题，本课题将构筑设计出一种Sb纳米颗粒电极材料，实现高效的碳/纳米材料复合结构设计，表征材料物相，形貌，界面结构，并探究出该电极材料在钾离子电池中的电化学性能和储钾机制。
设计（论文）主要内容:
1．文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势；了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系；
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．具体要做的工作包括：
完成锑纳米颗粒电极材料的合成、钾离子电池组装及测试；总结国内外相关研究概况和发展趋势，总结选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响，分析实验数据，撰写毕业论文，字数不少于1.2万字。
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，利用NaCl 模板辅助自组装，冷冻干燥和碳热还原等制备方法制备锑纳米颗粒电极材料，并采取非原位XRD、SEM、BET、Raman等先进表征技术来确定该结构的形貌特征、化学组成、物相以及结构等基本性质，并深入研究和分析锑基复合电极作为钾离子电池负极材料的储能机制。
第9－12周：将已制备得到的锑纳米颗粒电极材料进行钾离子电池组装，利用循环伏安、恒定电流充放电、交流阻抗等测试该电极材料的长循环倍率等性能，并研究分析负极材料的结构与电化学性能之间的相关性。
4. 主要参考文献
[1]Fang Y, Xiao L, Chen Z, et al. Recent Advances in Sodium-ion Battery Materials[J].Electrochemical Energy Reviews, 2018, 1(3): 294-323.
[2]Lu J, Chen Z, Pan F, et al. High-Performance Anode Materials for Rechargeable Lithium Ion Batteries[J]. Electrochemical Energy Reviews, 2018, 1(1): 35-53.
[3]Ji L, Lin Z, Alcoutlabi M, et al. Recent Developments in Nanostructured Anode Materials for Rechargeable Lithium-ion Batteries[J]. Energy Environmental Science, 2011, 4(8): 2682-2699.
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