目前，化石燃料是人類能源的主要提供途徑。然而隨著傳統(tǒng)化石能源的枯竭及溫室效應(yīng)的影響嚴(yán)重，尋找及開(kāi)發(fā)新的環(huán)境友好的可再生能源日益受到各國(guó)政府的重視。目前潮汐能、太陽(yáng)能和風(fēng)能等是研究比較廣泛的可再生能源。這些能源普遍具有可再生、環(huán)境友好和適用面積廣等特點(diǎn)。然而這些可再生能源只是能源的提供者，要想實(shí)時(shí)的為人類服務(wù)則需要儲(chǔ)能設(shè)備才能發(fā)揮作用。傳統(tǒng)的儲(chǔ)能設(shè)備有鉛酸電池、鎳氫電池和鎳鎘電池等。然而這些電池的能量密度不高且環(huán)境不友好，無(wú)法滿足上述可再生能源儲(chǔ)能的需求。鋰離子電池的能量密度很高，可以作為一種高效實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能之間轉(zhuǎn)化的儲(chǔ)能設(shè)備，因此受到各國(guó)政府和科研人員的關(guān)注。在近十幾年來(lái)，鋰電池是能源材料研究中最熱的方向之一。由于化石能源逐漸衰竭，傳統(tǒng)的汽車工業(yè)面臨著未來(lái)嚴(yán)重的能源危機(jī)的挑戰(zhàn)。各大汽車公司都在研發(fā)新能源汽車來(lái)應(yīng)對(duì)此危機(jī)。由于鋰電池的諸多優(yōu)勢(shì)，鋰離子電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用是目前科學(xué)家研究的重點(diǎn)。

當(dāng)今商業(yè)化廣泛應(yīng)用的鋰離子電池負(fù)極材料是石墨，其較低的能量密度無(wú)法滿足電動(dòng)汽車的要求。應(yīng)用于電動(dòng)汽車的鋰離子電池負(fù)極材料必須具有比容量高、充放電速度快和安全性能高等特點(diǎn)。目前，尋找具有這些特點(diǎn)的鋰電池負(fù)極材料是鋰電池研究的重要瓶頸之一。

 碳基負(fù)極材料、合金類材料和過(guò)渡金屬氧化物材料是研究最為廣泛的幾種鋰離子負(fù)極材料。石墨是最早商業(yè)化，也是應(yīng)用最廣的鋰離子電池負(fù)極材料。但是其脫嵌鋰電壓低，容易析出鋰枝晶，在電動(dòng)汽車上大量應(yīng)用時(shí)有較大的安全隱患。同時(shí)，其理論容量為 372 mAh g-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足電動(dòng)汽車的容量要求。合金類材料能在充放電過(guò)程中與金屬鋰形成合金，從而發(fā)生可逆的脫鋰和嵌鋰的反應(yīng)。合金材料具有理論比容量高(例如 Si 的理論容量高達(dá)4200 mAh/g)、安全性能高、電極電位合適(不易形成鋰枝晶)等優(yōu)點(diǎn)。但是在鋰離子脫嵌過(guò)程中，合金類材料普遍會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的體積膨脹(膨脹率高達(dá) 400%)。由體積膨脹產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力使電極粉化和剝落，從而降低了這些材料的循環(huán)穩(wěn)定性。過(guò)渡金屬氧化物是近十幾年來(lái)鋰電池領(lǐng)域非碳類負(fù)極材料的研究熱點(diǎn)。過(guò)渡金屬氧化物材料具有幾倍于石墨的理論比容量，非常適合應(yīng)用于EV、HEV 動(dòng)力電池。二氧化鉬作為一種典型的過(guò)渡金屬氧化物，具有理論容量高達(dá)838mAh g-1, 導(dǎo)電性好，熔點(diǎn)高、穩(wěn)定性好，是較為理想的鋰電池材料。用二氧化鉬作為鋰電池負(fù)極材料取代金屬鋰，提高了鋰離子電池的安全性和循環(huán)性能。但是在充放電過(guò)程中，隨著鋰離子的脫嵌，二氧化鉬材料會(huì)有巨大的體積膨脹。體積膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)破壞二氧化鉬的晶體結(jié)構(gòu)，從而縮短材料的循環(huán)壽命。因此，常規(guī)的二氧化鉬材料往往只能循環(huán) 20~30 圈。更為重要的是大顆粒的塊狀二氧化鉬的實(shí)際充放電比容量往往很低，遠(yuǎn)低于其理論容量。為了提高二氧化鉬的充放電比容量和循環(huán)性能，對(duì)其進(jìn)行改性研究具有重要意義。

主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵：

研究?jī)?nèi)容：

1借鑒文獻(xiàn)中已經(jīng)成熟的碳包覆和核殼材料合成技術(shù)對(duì)二氧化鉬進(jìn)行碳包覆或者與其他復(fù)合形成核殼材料

2測(cè)試復(fù)合材料的SEM 、XRD,探索其結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系；

3測(cè)試其不同倍率充放電性能及循環(huán)性；

4采用不同的實(shí)驗(yàn)方案和測(cè)試方法，如伏安測(cè)試、阻抗分析、元素分析等等，尋找改性電極的充放電機(jī)理。