重点任务1：三元体系电极材料的结构设计及制备

高镍三元层状结构电极材料由于具有能量密度高、循环寿命较长、安全性较好、成本相对较低、环境友好等特点,被认为是最有前途的锂离子正极材料之一。但是在实际的应用中仍存在以下问题：电极和电解质之间的弱界面稳定性；材料表面较高的pH；严重的阳离子混排以及较低的锂离子扩散系数所导致的储存性能差；三元材料中的镍含量越高，热稳定性越差等。针对上述问题，将系统研究合成工艺和掺杂改性对其微观结构和性能规律，期待通过控制材料的组成、微观结构（纳米化和多孔结构），以及和电解液的匹配来提高产物中Ni的平均价态、调整锂过量，降低锂镍混排程度等，如对材料进行离子掺杂提高材料（尤其是脱锂态）的结构稳定性，进而改善热稳定性；通过表面包覆稳定三元材料在充放电过程中的表层晶体结构等。基于上述最佳配方组成、工艺流程和工艺条件，建设高镍体系电极材料工业化生产线，确定最佳工艺条件和操作规范，对产品性能进行全面检测。

重点任务2：石墨烯基电极材料的结构设计及制备

研究开发石墨烯制备新工艺，实现低成本可控制备电极用石墨烯材料，系统研究工艺流程、工艺条件和配方对石墨烯产物的产率、结构和性能影响规律。基于上述最佳配方组成、工艺流程和工艺条件，建设电极材料用石墨烯的中试生产线，确定最佳工艺条件和操作规范，对产品性能进行全面检测。其次，研究开发石墨烯基电极复合新工艺，避免石墨烯和传统电极材料的叠加和团聚，实现石墨烯与传统电极材料之间均匀分散和复合，系统研究复合工艺流程、复合工艺条件、石墨烯/传统电极的结构和组成对石墨烯基复合电极产物的复合结构和性能影响规律。基于上述最佳配方组成、工艺流程和工艺条件，建设电极材料用石墨烯的中试生产线，确定最佳工艺条件和操作规范，对产品性能进行全面检测。

重点任务3：新型电池体系材料的结构设计及制备

针对锂离子电池商业化应用存在的问题，关键电池材料的创新势在必行。目前锂硫电池、金属空气电池、钠离子，锌离子电池是国际上的研究热点。从结构上设计石墨烯、MOF基多孔炭基材料与钛基、铋基、硒基负极材料可控复合，研究结构对钠离子电池，锂硫电池的体积膨胀、导电性等性能的影响。设计制备用于催化金属空电池阴极反应的廉价、稳定、高效的ORR/OER双功能催化剂。基于过渡金属硫化物、多孔碳载体设计一系列具备高双催化活性的复合材料，作为空气阴极催化剂应用于金属空电池，并进一步探索了它们在可穿戴式电池器件中的应用。