1. 研究目的与意义（文献综述）

锂离子电池因能量密度高，自放电率低，安全可靠等优势在便携式电子设备、混合动力汽车以及大规模储能领域取得巨大应用，极大地改变了人们的生活方式。在今后的发展中，电子产品逐渐向小巧、可穿戴、可折叠、柔性发展，这就要求为电子产品提供能量的储能器件不仅能够提供安全可靠的能量输出，还应具有轻、薄、韧的特点。为此构造一种高性能的柔性锂离子电池具有十分重要的意义。静电纺丝作为一种简单可靠，性价比高的技术，能够实现对一维柔性纳米纤维的可控设计与制备。Nb₂O₅具有优异的电化学性能，但其较差的导电性限制了其进一步应用，针对Nb₂O₅进行纳米结构的设计和构筑能有效解决这一问题，通过静电纺丝得到多孔柔性Nb₂O₅纳米纤维，该结构具有以下几方面的优势：1)构造一维纳米纤维结构能有效提高比表面积，其沿纵向具备快速的电子传输效率同时缩短了锂离子的传输距离；2）多孔的结构暴露出更多反应活性位点，有利于电解液与电极材料的浸润，促进反应动力学；3）Nb₂O₅层插式反应机理具有极高的可逆性，该柔性材料展现出优异的电化学性能；4）一维结构具有优异的机械柔性，在不同的应变状态下都能展示出优异的电化学性能，实现对储能器件的柔性构筑。通过进一步研究该柔性电极材料的离子/电子双连续的多级结构、复合协同效应与材料的离子扩散、电子传输、极化、循环可逆性的相互关系，揭示内在的反应机制与结构性能相关性，进而为新型高性能柔性储能器件的开发奠定基础。

2. 研究的基本内容与方案

1. 研究（设计）的基本内容

   采用静电纺丝法等技术制备柔性多孔nb₂o₅纳米纤维，实现对其形貌结构的可控设计，利用现代测试技术进一步对其形貌，物相，组成，结构进行分析。将其组装成锂离子电池，采用线性电势扫描伏安法、恒流/恒压充放电、电化学交流阻抗法来测试其容量、循环可逆性、循环伏安特性、电化学阻抗、输出功率密度等表征电化学性能，并与同种方法制备的nb₂o₅/c储能器件的电化学性能进行对比。进一步展示该结构在电化学中的突出优势。

2. 研究（设计）的目标

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   3. 研究计划与安排

   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4－7周：按照设计方案，制备柔性多级纳米线薄膜。

   第7－11周：采用xrd、fe-sem、tg-dsc、cv等测试技术对柔性材料的物相、显微结构、电化学性能进行测试。

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   4. 参考文献（12篇以上）

   [1] yang z, ren j, zhang z, et al. recent advancement of nanostructured carbon for energy applications[j]. chemical reviews, 2015, 115(11): 5159-5223.

   [2] wang x, lu x, liu b, et al. flexible energy‐storage devices: design consideration and recent progress[j]. advanced materials, 2014, 26(28): 4763-4782.

   [3] pan z, ren j, guan g, et al. synthesizing nitrogen‐doped core–sheath carbon nanotube films for flexible lithium ion batteries[j]. advanced energy materials, 2016, 6(11).

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