第一性原理研究ZIF-67/8在锂硫电池中的应用开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

锂硫电池作为一种极具潜力的下一代储能器件，具有理论能量密度高、成本低廉、环境友好等优势，近年来受到广泛关注。

然而，锂硫电池的实际应用仍面临着一些挑战，例如多硫化物穿梭效应、锂金属负极枝晶生长等问题，这些问题严重制约了锂硫电池的循环寿命、倍率性能和安全性。

金属有机框架材料（mofs）作为一种新型的多孔材料，具有比表面积大、孔结构可调、功能可设计等优点，在锂硫电池中展现出巨大的应用潜力。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，金属有机框架材料（mofs）在锂硫电池中的应用研究取得了显著进展。

研究者们尝试将各种mofs材料应用于锂硫电池正极、负极以及电解质等方面，并取得了一定的成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题研究的主要内容包括以下几个方面：

1. 主要内容

1.利用第一性原理计算方法，研究zif-67/8材料的晶体结构、电子结构和能带结构，分析其电子性质和结构特征对多硫化物吸附和锂离子扩散的影响。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用第一性原理计算方法，结合相关软件和数据库，对zif-67/8材料在锂硫电池中的应用进行系统研究。

1.材料结构建模：首先，利用materialsstudio、vasp等软件构建zif-67/8材料的晶体结构模型，并进行几何优化，得到稳定的结构。

2.性质计算：利用第一性原理计算软件（如vasp、quantumespresso等），对zif-67/8材料的电子结构、能带结构、态密度等进行计算，分析其电子性质和结构特征。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.系统研究zif-67/8材料在锂硫电池正负极材料中的应用潜力，并从原子尺度揭示其作用机制。

2.利用第一性原理计算方法，从电子结构、吸附性能、扩散行为等方面深入研究zif-67/8材料对锂硫电池性能的影响，为实验设计提供理论指导。

3.结合理论计算和实验结果，验证所用计算方法的可靠性，并为高性能锂硫电池的设计提供理论依据。

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. 张丽娟, 陈朝辉, 王久芬, 等. 锂硫电池隔膜的研究进展[j]. 化学通报, 2020, 83(10): 907-917.

2. 李佳, 王倩, 郝龙, 等. 金属有机骨架材料衍生碳材料在锂硫电池中的应用[j]. 化工新型材料, 2022, 50(02): 1-8.

3. 刘晓艳, 王成祥, 张校刚. 锂硫电池隔膜改性材料研究进展[j]. 化学进展, 2019, 31(11): 1777-1790.