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1. 研究目的与意义（文献综述）
近些年来，化石能源的过度消耗造成了生态环境被破坏和资源短缺等问题，严重的影响了人类的可持续发展。然而，太阳能、潮汐能、风能等清洁可再生能源存在随机性和间歇性的特点，需要高效的储能设备。相比之下，电化学储能具有方便、高效等优点，被认为是一种较理想的储能方式，其中所涉及的电池体系有锂离子电池、液流电池、铅酸电池等。由于锂离子电池相比于其他电池体系具有寿命长、能量效率高等优势，因此受到了人们的关注。
自1991以来，锂离子电池已在便携式储能和输送市场等领域占据主导地位，现已广泛应用于移动电话、笔记本电脑、照相机和电动汽车等设备中。然而，由于地球上的锂资源分布不均匀，并且比较稀缺，这迫使我们寻找合适锂离子电池的替代品。钾和锂处于同一主族，具有相似的物理化学性质，并且在自然界中储量比较丰富。除此之外，在碳酸丙烯脂（pc）溶液中，li /li 的标准电极电位甚至也高于 k /k 的标准电极电位，这使得钾离子电池在电压输出上更有优势，因此钾离子电池被当作最有希望代替锂离子电池的储能设备。然而，由于钾离子和已经商业化的锂离子电池负极材料——石墨发生插层反应的可逆性和动力学性能较差，且容量较低（273 mah g-1）。因此，开发具有低成本、高容量、高稳定性且倍率性能良好的负极材料是构建实用化钾离子电池的关键。
钾离子电池负极材料按反应机理可以分为嵌入式材料，主要以碳基材料为主，这类材料具有容量低，但循环性能稳定等特点。还有合金类和转化类材料，主要包括金属单质、硫化物、氧化物和磷化物等，这些材料具有较高的容量和较不稳定的循环性能等特点。
2. 研究的基本内容与方案
研究的基本内容：
（1）制备出铋@碳空心纳米棒
（2）将制作成电极，与金属钾箔构成钾离子半电池，研究其作为钾离子电池负极材料的性能，包括其比容量、循环性能和倍率性能等，并简单探讨其机理；
3. 研究计划与安排
第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需实验进程。确定方案，完成开题报告；
第4-7周：合成铋@碳空心纳米棒，并进行表征；
第8-12周：完成材料的电化学性能测试；
4. 参考文献（12篇以上）
[1]李文挺, 安胜利,邱新平. 钾离子电池关键材料的研究进展[j]. 化储能科学与技术, 2018, 35(03): 6-16.
[2]liu, z., et al., sb@ccoaxial nanotubes as a superior long-life and high-rate anode for sodium ionbatteries[j]. energy environmental science, 2016. 9(7): p. 2314-2318
[3]lei, k.x., et al., aporous network of bismuth used as the anode material for high-energy-densitypotassium-ion batteries[j]. angewandte chemie-international edition, 2018.57(17): p. 4687-4691.
