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静电纺丝制备锂离子电池负极用Sn/C纳米复合材料的开题报告

一、研究背景和意义

锂离子电池具有高能量密度、轻量化、长循环寿命等优点，因此被广泛应用于移动电子设备、电动汽车、储能系统等领域。其中，正负极材料是影响电池性能的重要因素之一。目前市场上常见的负极材料是石墨，但其容量有限，且制备成本较高。因此，开发低成本、高容量的替代材料具有重要意义。

近年来，金属/碳纳米复合材料因其较高的储锂容量、较好的循环稳定性等性能优点，被研究人员广泛关注。Sn/C纳米复合材料作为一种应用于锂离子电池负极的新型材料，具有良好的储锂性能和循环稳定性。传统的Sn/C纳米复合材料制备方法包括共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等，但存在制备过程复杂、成本高等缺点。静电纺丝作为一种制备纳米材料的新兴技术，具有操作简单、成本低廉等优点。因此，运用静电纺丝技术制备Sn/C纳米复合材料用于锂离子电池负极的研究具有较高的研究价值和实用意义。

二、研究内容和步骤

本研究的主要内容是运用静电纺丝技术制备Sn/C纳米复合材料，并研究其作为锂离子电池负极材料的性能表现。具体研究步骤如下：

1.配制Sn/C纳米复合材料前驱体液体，液体中Sn源使用SnCl2，C源使用聚丙烯腈（PAN）。

2.运用静电纺丝技术制备Sn/C纳米复合材料。将前驱体涂覆于锥形静电纺丝模板表面，通过高压电场作用将前驱体喷出，在中空纤维器内得到纳米复合材料。

3.对静电纺丝制备的Sn/C纳米复合材料进行形貌表征、结构分析、成分分析等实验。形貌表征可采用扫描电镜（SEM）进行，结构分析可采用X射线衍射（XRD）等技术分析，成分分析可采用能谱仪（EDS）进行。

4.对制备的Sn/C纳米复合材料进行电化学测试。首先，以纳米复合材料作为负极材料制备锂离子电池。然后，通过循环伏安法、电化学阻抗谱等测试技术对电池进行性能评估。

三、预期研究结果和意义

本研究预计通过静电纺丝技术制备出Sn/C纳米复合材料，并对其结构和性能进行深入研究。实验结果将表明，该材料具有良好的储锂性能和循环稳定性。将其作为锂离子电池负极材料，能够提高电池的容量和循环寿命，实现低成本、高性能的替代材料的开发，具有良好的经济和社会效益。