1. 本选题研究的目的及意义
磷酸铁锂（LiFePO4）作为一种极具潜力的锂离子电池正极材料，具有资源丰富、成本低廉、安全性高、循环寿命长等优点，近年来受到了广泛关注。
然而，其较低的电子电导率和锂离子扩散系数限制了其高倍率性能和能量密度的进一步提升，阻碍了其在电动汽车等领域的广泛应用。
本选题旨在通过阳离子掺杂改性策略，深入研究掺杂元素对磷酸铁锂材料的晶体结构、电子结构、离子传输和电化学性能的影响规律，揭示其改性机理，为开发高性能磷酸铁锂正极材料提供理论依据和实验指导。
2. 本选题国内外研究状况综述
磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的研究已经取得了显著进展，阳离子掺杂是提高其电化学性能的重要手段之一。
近年来，国内外学者在阳离子掺杂磷酸铁锂领域开展了大量的研究工作，并取得了一系列重要成果。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将以提高磷酸铁锂材料的电化学性能为目标，重点研究阳离子掺杂对磷酸铁锂材料的晶体结构、电子结构、离子传输和电化学性能的影响规律，并探讨其改性机理。
具体研究内容如下：1.合成不同阳离子掺杂的磷酸铁锂材料。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用实验研究与理论计算相结合的方法，首先通过固相法或溶胶-凝胶法合成不同阳离子掺杂的磷酸铁锂材料，然后利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等对材料的晶体结构和微观形貌进行表征。
在此基础上，利用电化学工作站测试材料的循环伏安曲线、恒流充放电曲线、电化学阻抗谱等，评估阳离子掺杂对磷酸铁锂材料电化学性能的影响。
最后，结合密度泛函理论计算，分析阳离子掺杂对材料电子结构和锂离子扩散能垒的影响，从理论层面解释实验结果，并揭示阳离子掺杂改性磷酸铁锂材料的机制。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于：1.系统研究不同种类和价态阳离子掺杂对磷酸铁锂材料晶体结构、电子结构、离子/电子传输和电化学性能的影响规律，并结合理论计算深入分析其作用机制，为高性能磷酸铁锂材料的设计提供理论依据。
2.探索新型高效阳离子掺杂策略，例如双阳离子共掺杂、梯度掺杂等，以期进一步提高磷酸铁锂材料的电化学性能，并探究其协同作用机制。
3.结合先进材料制备技术，例如喷雾干燥法、静电纺丝法等，制备形貌可控、性能优异的阳离子掺杂磷酸铁锂材料，并探究其在高性能锂离子电池中的应用。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 刘洋, 刘艳芳, 赵爽. 掺杂改性磷酸铁锂正极材料的研究进展[J]. 化学进展, 2020, 32(10): 1564-1574.
[2] 张颖, 王志兴, 杨勇, 等. 阳离子掺杂对磷酸铁锂电化学性能的影响[J]. 无机材料学报, 2019, 34(8): 785-794.
[3] 李晓娜, 王荣明, 彭文杰, 等. 阳离子掺杂LiFePO4/C复合材料的制备及电化学性能研究[J]. 功能材料, 2021, 52(3): 3092-3098.
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