1. 研究目的与意义（文献综述）

二次锂离子电池因其成本低、寿命长、储能密度高、可逆性好等优点而备受关注。由于负极材料的比容量往往高于正极材料，因此，提高锂离子电池比容量的关键之一是提高正极材料的容量。从结构上看，锂离子电池正极材料可以分为层状、尖晶石型、聚阴离子型、橄榄石型等。而层状氧化物正极材料往往具有比容量高的优点。例如，在层状的过渡金属氧化物电极材料中，moo₃由于其理论容量高、制备容易而成为具有应用前景的电极材料之一。

然而，三氧化钼在作为电极材料时，也面临着一些局限性，如导电性低、结构破坏严重，而这些进一步导致了循环过程中电极材料容量的快速衰减。hu等人^[1]研究了单根moo₃纳米带的电子电导性，发现其比单根moo₂纳米线的电子电导性低三个数量级，因此电子电导性低是moo₃ 电极材料明显的不足。mai等人^[2]通过搭建单根纳米线器件，研究了moo₃纳米线嵌锂前后的电子运输情况：嵌锂后电子电导性从10^-4 s cm^-1提高到10^-2 s cm^-1，但相应的纳米线结构也发生了断裂，由此导致在循环过程中电池容量衰减十分迅速。因此，提高三氧化钼的电子电导性和抑制其结构破坏是提高电化学循环稳定性的两种有效手段。除此之外，也有文献报道，氧空位能使层状化合物层间距增大，降低离子迁移的阻力，并维持结构的稳定性。kim等人^[3]研究了氧空位对moo₃ 赝电容储能性质的影响，发现氧空位的引入使层状结构更稳定，并增加了层间距。li等人^[4]研究了氧空位对moo₃储钠的影响，发现氧空位使得电压曲线从原始的不具有平台的特征过渡到形成两个平台，这证明了氧空位的引入对提高moo₃的结构稳定性起着十分明显的作用。

鉴于此，为了提高三氧化钼储锂的可逆性与快速性，可以考虑用等离子体刻蚀使三氧化钼形成缺陷/空位，一方面使充放电过程中材料的结构更加稳定，另一方面可以增大三氧化钼的层间距，以此提高三氧化钼的循环性能。此外，对缺陷型三氧化钼进行精细的结构、电化学表征将促进对氧缺陷作用原理的理解，包括但不限于从微观形貌、微观结构、晶体结构、化学价态、缺陷状态、键合情况等角度的解释。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容：

采用等离子体刻蚀制备氧缺陷型的三氧化钼，设置不同处理时间的梯度；采用各种先进的测试手段，分析等离子体处理后三氧化钼晶体结构的变化（主要是氧缺陷），核心测试为同步辐射测试（xanes、xafs）、粉末多晶xrd、xps以及uv-vis；测试氧缺陷对三氧化钼电化学性能（储锂）的影响，即测试不同样品的比容量、倍率性能、循环性能、阻抗谱等；探究氧缺陷对电化学性能（储锂）的影响机制，得出结论。

3. 研究计划与安排

第1－4周：查阅相关文献资料，确定实验方案。调研文献，确定合成三氧化钼以及等离子体处理的具体工艺；列出材料合成中所需的原料、仪器和设备；列出可利用的材料表征技术、相关的电化学测试技术；完成开题报告。

第5－8周：按照设计方案完成材料的制备（高温高压水热法、等离子体刻蚀）以及材料表征（xanes、xafs、xrd、sem、uv-vis、xps、raman、tg-dsc、bet）。

第9－12周：完成电化学性能测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] li y, wang d, an q, et al. flexible electrodefor long-life rechargeable sodium-ion batteries: effect of oxygen vacancy inmoo_3-x[j]. journal of materials chemistry a, 2016, 4(15):5402-5405.

[2] dong y, li s, xu h, et al. wrinkled-grapheneenriched moo₃ nanobelts with increased conductivity and reducedstress for enhanced electrochemical performance[j]. physical chemistry chemicalphysics, 2013, 15(40):17165-17170.

[3] mai l, hu b, qi y, et al. improved cyclingperformance of directly lithiated moo₃ nanobelts[j]. internationaljournal of electrochemical science, 2008, 3(2):216-222.