1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科技的发展，人类生活水平不断提高，科技产品在给人们带来生活便利的同时，人们日益增长的物质文化需求对科学技术的发展也提出了更高的要求。近年来，弯曲可折叠电子设备以及智能可穿戴设备逐渐从实验室走向千家万户,开发柔性电池刻不容缓；其次，使用柔性电极可以充分利用电子设备的内部空间，使得其同时具备功能性以及超长待机时间；同时，柔性电极也有望在医学领域做出巨大贡献，因此开发具有高能量密度的柔性电池已经成为目前储能领域的研究热点之一。常规的电极制备需要加入导电剂、粘接剂和金属集流体, 导电剂、高分子粘和剂和金属基底的额外重量降低了整个电极的能量密度和功率密度，影响电极的柔性， 而且，其机械强度也会受到粘合剂性能的限制，导致常规的电池无法满足柔性电子设备的需求。因此,开发柔性电池的关键问题在于开发出无粘结剂,无金属集流体的质轻,高能量密度的柔性电极^[1][2]。

v₂o₅具有独特的层状结构,适合于锂离子的存储,与传统的锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂等阴极材料相比,表现出高的理论比容量和功率密度,作为锂离子电池阴极材料备受青睐。利用各种制备方法将v₂o₅制备成具有各种纳米结构的材料,如一维的纳米线、纳米管等,二维的纳米片,三维的纳米空心球、纳米花等,改善材料固有的形貌结构,增大比表面积,增强锂离子在电极材料中的嵌入/脱出性能,提高储锂能力和比容量,同时通过掺杂改性等方法增强材料的导电性和循环稳定性,使v₂o₅作为锂离子电池阴极材料表现出优异的电化学性能成为可能^[3]。

原位生长法是以某种材料为基体，借助材料本身性质（如纳米效应）或外界条件（高温、高压等）。以催化引发、阳极氧化、真空烧结、cvd催化裂解、浸轧浸渍等方式在基体上接枝、聚合、单载、沉积结合另一种功能体。在基体上形成生长中心，并以此为“核”，在基体上“结晶”，原位自然生长，实现功能体和基体两者完美结合。目前原位生长法在各个领域广泛应用^[4]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：用浓硝酸对碳纤维布进行活化；通过共水热法制备碳纤维布/钒氧化物电极。

材料表征：对碳纤维布/钒氧化物电极进行结构表征和电化学性能测试，通过xrd、tg-dsc 、tem、fe-sem、xps、红外等表征手段对其形貌结构及元素构成进行了分析，并采用循环伏安(cv)、恒流充放电(et)等电化学测试技术对其电容性能进行了系统评估。

3. 研究计划与安排

第1－2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3－5周：按照设计方案，制备原位生长于碳纤维布表面的钒氧化物电极。

第6－12周：采用xrd、fe-sem、tg-dsc、cv等测试技术对复合材料的物相、显微结构、电化学性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] hongkuan wang, xueping gao, jinkui feng, shenglin xiong. nanostructured v2o5 arrays on metal substrate as binder free cathode materials for sodium-ion batteries[j]. electrochimica acta, 2015. 182: 769-774.

[2] 夏路. 高性能柔性电极制备及其电化学性能研究: 《华南理工大学硕士论文》. 广州: 华南理工大学, 2016: 9-11.

[3] 梁兴, 高国华. 纳米结构的氧化钒作锂离子电池阴极材料的研究进展 [j]. 材料导报, 2015, (13): 1-11.