1. 研究目的与意义（文献综述）

能源问题和环境问题是数十年来人类面临和急待解决的两大热点问题，是影响当前世界上各个国家能源战略和科技发展的决定性因素^[1]。随着人类生产力的不断提高，对能源的需求变得越来越紧迫，现有传统能源的枯竭是人类必须面对的共同难题。环境友好的新能源技术的开发与应用越来越成为当今世界各国的可持续发展战略之一^[1、2]。新型能源包括太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等^[3]。在众多新能源技术中，高性能的新型化学电源，包括锂离子电池、燃料电池、海洋电池、空气电池、钠硫电池、超级电容器等，作为理想的绿色能量储存与转换装置，在国民经济、科学技术、军事和日常生活方面均获得了广泛应用，也成为当今世界各国科技界与产业界的研究热点。

在日常生活中，应用最广泛的是二次电池^[3]。锂离子电池是在金属锂二次电池基础上发展而来的新一代二次电池，具有开路电压高、能量密度大、使用寿命长、无记忆效应、无污染以及自放电率小等优点^[5]，因此，被广泛应用于如笔记本电脑、智能手机、数码相机等在内的便携式电子设备。此外，锂离子电池也已成功的应用到了智能电网、大型储能系统、电动汽车和混合型电动汽车等领域。随着人们对能量储存系统需求的不断增加，锂离子电池的需求量也会持续增加，并且必将向着更广阔的应用领域迈进^[6]。但其应用于大规模储能及电动汽车(ev)动力电源时仍有许多不足之处，特别是在功率密度、能量密度、安全性及循环寿命等方面，因此迫切需要改善和深入发展理离子电池的综合性能^[8]。

作为锂离子电池的重要组成部分之一的负极材料，其性能极大地影响着电池整体性能^[7]。多种的材料可以用于锂离子电池负极，由于过渡金属氧化物mo ( m=fe, mn, co, ni, cu等)资源丰富、安全可靠，同时有较高的比容量，近年来受到了众多企业及研究者的青睐，被广泛应用于锂离子电池负极材料的研究^[3、11]，如zno，它有更多的理论容量，978 ma hg^-1，高于石墨(372 ma hg^-1)^[11]。然而，作为锂离子电池负极材料，虽然过渡金属氧化物具有诸多有竞争力的优势，也取得了一些有益的研究成果及优化方法，但依然存在很多没有被克服的缺陷，限制了其更深层次的开发与应用。如过渡金属氧化物的导电性较差，同时在锂离子的插入和脱出过程中，容易引起基体材料的体积变化，导致结构崩塌，影响锂离子电池的电化学性能^[7]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究（设计）的基本内容

以合成的钴掺杂锌mof为原料，合成碳包覆钴锌双金属氧化物复合材料，并作为锂离子电池的负极，研究其电化学容量、功率及循环特性。

2.2目标

3. 研究计划与安排

第1——3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需实验进程。确定方案，完成开题报告；

第4——7周：合成钴掺杂锌mof，并以此为原料制得碳包覆钴锌双金属氧化物复合材料，然后对合成材料进行表征；

第8 ——12周：将制得的碳包覆钴锌双金属氧化物复合材料与金属锂组成半电池，利用电化学方法检测该材料在锂离子电池体系中作为负极的容量、功率和循环特性；

4. 参考文献（12篇以上）

1. 卢桂霞，过渡金属氧化物锂离子电池负极材料的制备及其电化学性能研究，2015，山东大学.

2. 齐悦，金属及氧化物复合纳米材料的制备与电化学性能研究，2014，浙江大学.

3. 王秀娟，金属氧化物用作锂离子电池负极材料的研究，2015，西北大学.