1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

一、镁二次电池的研究进展

目前使用的二次电池主要有铅酸、ni-cd、ni-mh及锂离子蓄电池，前两种电池的明显缺点是含有害元素pb和cd，严重污染环境，后两种电池特别是锂离子电池则存在价格较高和安全性较差问题^[1]。随着人们对保护环境及缓解资源消耗的渴求，迫切需要廉价、环境友好及大容量二次电池的开发与应用。aurbach等^[2]的研究成果表明，可充镁电池虽不能与应用于小尺度（如便携式电子仪器）的锂离子电池竞争，但在大负荷用途方面有潜在优势，被认为是有望适用于电动车的绿色蓄电池^[3]。且与水溶液体系的铅酸、ni-cd、ni-mh蓄电池相比，可充镁电池的制造、装配必须在无水、惰性气氛下进行，成本较高，但镁在自然界的储量远比pb、ni、cd丰富，而且是一种绿色储能材料^[4]。从总体造价考虑，可充镁电池具有替代以上储能电池的可能。对于镁”嵌入”材料的研究始于20世纪70年代^[5]，但至今仍未实现其产业化，主要是以下两方面的原因制约了可充镁电池在开发实用道路上的进一步发展：相对于li 来说，mg² 半径小、电荷密度大，溶剂化更为严重，因而比li 较难嵌入到一般的基质材料中，而且mg² 在嵌入材料中的移动也较困难；此外，镁在绝大多数电解液中都会形成表面钝化膜，致使镁离子无法穿过，从而难以进行可逆的镁沉积和溶出，限制了其电化学活性^[6]。因此在可充镁电池的系统研究工程中，关键是寻找与开发适于镁嵌入的正极材料和能够可逆沉积-溶出镁的电解液。

已经有人提出可充电镁（mg）电池用于可再生能量的电化学能量储存和电动车辆的实现，这是由于mg的固有优点，例如天然丰度，操作安全性和高体积容量。多种不同的碱/碱土金属阳极，镁（mg）具有最高的理论体积容量（3832ma/cm³）和相对于正常氢电极（nhe）为-2.356v的高负还原电位。为了比较，目前在锂离子电池（lib）中使用的石墨阳极具有仅777ma h cm^-3的体积容量。^[7] mg作为阳极材料可以被认为是液体电解质中的更安全的电极，因为它与锂相比不形成枝晶。^[8]理论计算表明，与li和na相比，mg有利于光滑表面的生长，这是由于其较低的扩散势垒和较高配位的构型。^[9]此外，mg的原料比锂更便宜，其化合物通常是无毒的。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、设计内容

根据现有资源，结合经济基础以及环境条件，以储存更多能量为目标完成基于镁负极电极体系的氯化聚吡咯电池工艺设计。重点解决掺杂氯离子的聚吡咯形貌的设计，通过计算，研究设计符合要求的氯化聚吡咯。

二、设计思路