1. 本选题研究的目的及意义
钾离子电池作为一种新型储能器件，凭借其资源丰富、成本低廉、钾离子半径大等优势，在大规模储能领域具有广阔的应用前景。
正极材料是决定钾离子电池性能的关键因素之一，开发高性能、低成本的正极材料对于推动钾离子电池的商业化应用至关重要。
类普鲁士蓝化合物作为一种潜在的钾离子电池正极材料，具有以下优点：1.三维开放的骨架结构，有利于钾离子的快速嵌入和脱出；2.可调节的晶体结构和组成，可以根据需要进行性能优化；3.合成方法简单，易于实现规模化制备。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来，类普鲁士蓝材料作为钾离子电池正极材料的研究取得了一定的进展，但仍存在一些问题需要解决。
1. 国内研究现状
国内学者在类普鲁士蓝材料的制备、改性及储钾性能方面开展了大量研究工作，并取得了一系列成果。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究将采用多种方法制备类普鲁士蓝正极材料，并通过结构调控和改性处理来提升其电化学性能。
具体研究内容如下：1.研究不同制备条件对类普鲁士蓝材料的形貌、结构和电化学性能的影响；2.通过金属离子掺杂、形貌控制等手段调控材料的结构和性能；3.采用碳材料复合、导电聚合物包覆等改性方法提升材料的电化学性能；4.组装钾离子电池，测试其电化学性能，并对其储钾机理进行深入研究。
1. 主要内容
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用以下方法和步骤开展研究：1.材料制备：采用共沉淀法、溶剂热法、水热法等方法合成类普鲁士蓝材料，并通过控制反应温度、时间、pH值、反应物浓度等条件来调控材料的形貌和结构。
2.结构表征：利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对材料的物相结构、晶体结构、形貌尺寸等进行表征。
3.电化学性能测试：将制备的类普鲁士蓝材料组装成纽扣电池或CR2032电池，采用电化学工作站、电池测试系统等设备测试其循环伏安曲线、恒流充放电曲线、电化学阻抗谱等电化学性能指标。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于：1.采用新型的制备方法合成类普鲁士蓝材料，并通过结构调控和改性处理来提升其电化学性能，为高性能钾离子电池的研发提供新的思路。
2.结合多种表征手段对材料的结构和性能进行深入分析，揭示其构效关系，为材料的优化设计提供理论依据。
3.探究类普鲁士蓝材料在钾离子电池中的储钾机理，为开发高性能钾离子电池提供理论指导。
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] 王少飞, 刘晋, 胡勇, 等. 普鲁士蓝及其类似物用作钾离子电池正极材料的研究进展[J]. 无机材料学报, 2019, 34(9): 905-918.
[2] 郭玉国. 普鲁士蓝类似物正极材料的钾离子存储研究[D]. 北京: 北京科技大学, 2020.
[3] 张晓宇, 王雪, 张丽娜, 等. 普鲁士蓝类似物在钾离子电池中的应用[J]. 化学通报, 2021, 84(11): 1169-1178.
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