1. 毕业设计（论文）主要内容：

随着环境不断恶化、资源日益枯竭，清洁能源得到了越来越广泛的应用。但是风能、太阳能、潮汐能这类能源对地点、季节等依赖性较大，这就使得大规模储能设备在能源存储中发挥着越来越重要的作用。目前市场中使用最广泛的储能设备当属锂离子电池，然而，锂离子电池的发展受限于其高昂的价格及安全隐患等问题。进来，水系锌离子电池因其能量密度高、锌电极氧化还原电位高、价格低廉、安全性高等特性成为了备受关注的研究热点。

水系锌离子电池体系中，充放电过程中锌离子的脱嵌反应是最为常见的，例如以mno₂、普鲁士蓝、znmn₂o₄、v₂o₅等为正极材料构筑的电池系统。其中除v₂o₅外，有许多其他的层状钒系化合物也被证实为有十分有前景的正极材料，例如zn_0.25v₂o₅#8901;nh₂o, vs₂, liv₃o₈等等。h₂v₃o₈, xv₃o₈(x=li, na, k)都属于层状钒系化合物。其中h₂v₃o₈是由氢键连接v₃o₈层构成的三维结构，v⁵ ：v⁴ 为2：1。三维层状结构和钒的混合价态都对其电化学性能有益。由拓扑取代法制备得到的liv₃o₈，nav₃o₈，kv₃o₈具有结构稳定、比容量高等特点，可以作为电极材料构筑性能优良的电池体系。

本课题基于x-v₃o₈(x=h, li, na, k)材料自身优异的结构特点，利用水热法合成的h₂v₃o₈和由拓扑取代法制备得到的xv₃o₈(x=li, na, k)为正极材料拟构筑水系锌离子电池，并对其电化学性能进行探究。

2. 毕业设计（论文）主要任务及要求

1.查阅不少于15篇的参考文献（其中近5年英文文献不少于3篇），完成开题报告；

2.掌握水热法、拓扑取代法等制备纳米材料的方法；

3.掌握微观形貌与电化学性能的表征和测试方法；

3. 毕业设计（论文）完成任务的计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究方法、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h₂v₃o₈、xv₃o₈(x=li, na, k)纳米线等纳米材料，组装水系锌离子电池；

第8－11周：采用xrd、sem、raman spectrum、cv、eis、恒电流充放电等测试技术对材料的物相、显微结构、电化学性能进行测试。

4. 主要参考文献

[1] p. he, m. yan, g. zhang, r. sun, l. chen, q. an, l. mai. layered vs2 nanosheet‐based aqueous zn ion battery cathode[j]. advanced energy material, 2017(7):1601920.

[2] m. h. alfaruqi, v. mathew, j. song, s. kim, s. islam, d. t. pham, j. jo, s. kim, j. p. baboo, z. xiu, k. s. lee, y. k. sun, j. kim. electrochemical zinc intercalation in lithium vanadium oxide: a high-capacity zinc-ion batterycathode[j]. chemistry of materials, 2017(29) :1684–1694.

[3] b. li, z. nie, m. vijayakumar, g. li, j. liu, v. sprenkle, w. wang. ambipolar zinc-polyiodide electrolyte for a high-energy density aqueous redox flow battery[j]. nature communication, 2015(6):6303.