密集項目：化學工程與材料工程專題：納米材料助力新能源——新型硅基納米材料在電池電極優(yōu)化及電能高效存儲、轉換中的應用探究

專業(yè)：工程

項目類型：國外小組科研

開始時間：2024年10月26日

是否可加論文：是

項目周期：4周在線小組科研學習+2周不限時論文指導學習

語言：英文

有無剩余名額：名額充足

建議學生年級：大學生 高中生

是否必需面試：否

適合專業(yè)：工程物理材料科學與工程化學材料科學汽車工程能源動力工程納米材料能源材料

地點：無

建議選修：分子工程學：大學化學及其應用

建議具備的基礎：電化學、納米化學、納米材料、應用化學、化學工程、精細化工、材料科學與工程等專業(yè)或對相關內容感興趣的學生。 需要具備化學、物理基礎

產出：4周在線小組科研學習+2周不限時論文指導學習 共125課時 項目報告 優(yōu)秀學員獲主導師Reference Letter EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表指導（可用于申請） 結業(yè)證書 成績單

項目背景：電動交通對電池的主要需求是增加能量和降低成本的同時提高安全性和壽命和耐用性。在短期內，工作的重點是用其他材料代替鋰離子電池電極材料，這些材料可以在鋰離子電池架構內更多地以單位體積和/或重量儲存鋰。這些新材料包括合金陽極，鋰金屬陽極，轉換陰極和高鎳或富鋰氧化物陰極。在過去的幾年里，大部分納米級表征集中在了與這些新材料相關的轉化機制和降解行為上?；谶@種深入的研究和開發(fā)，其中一些材料已經成功地在商業(yè)化鋰離子中實施。此外，正在開發(fā)中的鈉離子基材料和系統(tǒng)也可能具有成本優(yōu)勢。

項目介紹：在本課程中，我們將了解納米技術在日常生活中的應用，了解納米技術的基本原理，并了解這一令人興奮的領域的發(fā)展方向。我們將從納米技術的起源開始，講解納米技術到底是什么，納米大小的物體與較大物體的屬性是如何以及為什么如此不同，以及我們如何利用它。然后我們將關注電動汽車和電池技術，并以特斯拉新電池技術為案例進行分析學習。學生將在項目結束后，提交項目報告，進行成果展示。

個性化研究課題參考：電動汽車鋰離子電池電極納米材料的設計、不同類型的電解質–固體電解質及液體電解質、合理提高電池能量密度的監(jiān)管問題、電動汽車車架和車廂使用的復合材料及其質量效應

We will take a look at Nanotechnology in everyday use, gain an understanding of the basic underpinning principles and see where this exciting field is heading. We will start by looking at the origins of nanotechnology, deep in the mists of time when science thought it had all the answers, and then it became clear from one discovery after another that this was not the case. We will then look at what nanotechnology really is, and how and why the properties of nanometer-sized objects are so different to larger things, and how we can take advantage of this. We will then look at electric vehicles and battery technologies, with an emphasis on Tesla’s new battery technology. We will also look at the energy issues facing our planet and consider the energy balance of building and then running electric vehicles. Students will submit a research report at the end of this project to show their results.  

Suggested Future Research Fields: Design of electrode nano-materials for lithium-ion battery of electric vehicle, Different types of electrolytes---solid electrolytes and liquid electrolytes, Regulatory issues for rationally increasing battery energy density, Composite materials used in electric vehicle frames and compartments and their mass effects

項目大綱：電動汽車概述&納米技術的應用 Overview of nanotechnology & Modern science of electric vehicles, reasons for their development 案例學習：電動汽車發(fā)展歷程、汽車結構 納米技術概論: 納米技術概念及應用、納米薄膜/納米纖維/碳納米管等材料性質 Introduction to nanotechnology: Concepts and applications of nanotechnology, properties of nano-films/nano-fibers/carbon nanotubes and other materials 納米技術與電池科技：電池概論及化學反應原理、電池容量與能量密度，鋰離子電池、納米材料在電池中的優(yōu)化作用 Nanotech & Battery technologies： Battery introduction and chemical reaction principle, battery capacity, and energy density, comparison and analysis of ordinary batteries and new generation batteries, lithium-ion batteries, nanomaterials in the optimization of batteries 特斯拉電池技術分析 Introduction to Electric Vehicles: A Case Study of Tesla Battery Technology 項目回顧與成果展示 Program review and presentation 論文輔導 Project deliverable tutoring