1. 研究目的与意义
随着科学技术的发展，人们对化学电源（电池）的性能提出了更高的要求。锂离子电池以其工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电率低、绿色环保等众多优点而备受人们关注。但由于锂离子电池发展时间较短，原材料及锂离子电池的生产工艺技术尚不十分成熟、稳定，产品性能有待进一步提高;另外，与cd/ni和mh/ni电池相比，目前锂离子电池价格过高，因此进一步提高锂离子电池的性能和降低生产成本，将是锂离子电池发展和改进的主要方向。
本课题旨在研究开发高性能的炭负极材料以提高锂离子电池的性能和降低生产成本。竹材作为一种天然植物材料,具有特殊的微孔构造,热解后形成的竹炭是一种功能型环保材料,应用前景广阔。以竹炭作为锂离子电池中的负极材料将大大降低锂离子电池的生产成本并将提高锂离子电池的性能，这将给电子产品、航空航天、电动汽车等以电力作为动力的产业带来革命性的影响。
2. 国内外研究现状分析
在竹炭首次充放电效率方面也已取得进展，目前竹炭的首次充放电效率达到85%以上，可逆容量大于450mAh/g，有望获得实际应用。但如何进一步提高竹炭首次充放电的效率，以及如何保证在多次充放电后电池仍有较好的稳定性，这些都需要在理论和实验方面进行深入研究。2009年国内生产碳负极材料的龙头企业深圳贝特瑞公司主导起草的GB/T24533-2009《锂离子电池石墨类负极材料》正式发布。该标准涵盖了市场上常见的碳基负极材料：天然石墨、人造石墨（包括中间相碳微球类、针状焦类和石油焦类人造石墨）以及复合石墨，建立了锂离子电池石墨类负极材料产品的性能指标体系，为我国锂电池产业的发展奠定了很好的基础。此外，韩国LG公司也已开发出线缆型柔性锂离子电池，英国Nexeon公司的新型锂离子电池硅负极材料，这都为锂电池的发展提供了很好的方向。
3. 研究的基本内容与计划
在接下来的研究中，我们将会以毛竹为原料，通过炭化、活化、球磨得到竹炭，进而考察竹炭在不同温度下的微观结构、组成与其电阻率之间的关系。以及其在锂离子电池中的实际应用情况，将会进一步研究以竹炭作为锂离子电池负极材料的实际性能和成本，以便于日后进行批量化生产，投入市场。
14周：查找文献，总结、归纳，制定出实验方案；
511周：进行实验，观察现象，收集数据；
4. 研究创新点
竹材作为一种可再生的生物质原料，具有更新迅速、生长速度快、再生能力强，可持续经营利用等特点。我国竹类资源丰富，分布广泛，使得价格优势明显。通过高温炭化处理，竹材即可转化为高附加值的生物质竹炭。竹炭作为一种生物质硬炭材料具有容量大、循环性能优异、倍率性能好以及成本低廉等优点，在动力型锂离子电池、超级电容器等储能器件有着广阔的应用前景。
本课题即选用成本低廉的竹材作为原料，这将大大降低锂电池的成本，使得锂电池的应用前景更加广阔，更具市场竞争力。此外，使用竹炭作为负极材料，也将提高锂电池首次充放电的效率和多次充放电后的比电容量的稳定性。
