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正極材料是鈉離子電池關(guān)鍵構(gòu)成材料，也是影響電池能量密度、循環(huán)性能、倍率性能等參數(shù)的重要因素。目前市面上鈉離子電池正極材料技術(shù)路線主要為過渡金屬氧化物、聚陰離子類化合物和普魯士藍(lán)類化合物。

過渡金屬氧化物

過渡金屬氧化物按形態(tài)結(jié)構(gòu)可分為層狀氧化物和隧道型氧化物通常用 NaxMO2(M為一種或多種過渡金屬元素或其他摻雜元素) 表示。

·層狀氧化物

層狀氧化物屬于插層型化合物，具有制備方法簡(jiǎn)單、技術(shù)轉(zhuǎn)化容易、能量密度高和倍率性能優(yōu)等特點(diǎn)，是鈉離子電池的首選材料。

目前，鈉電層狀氧化物正極材料制備工藝主要有液相法和固相法兩類。其中，除去原材料和具體的工藝參數(shù)，液相法與鋰電正極材料制備工藝流程較為相似，且產(chǎn)線可兼容；而固相法相較于液相法，固相法具有制備工藝簡(jiǎn)單，成本較低等優(yōu)勢(shì)。

層狀氧化物現(xiàn)階段依然存在不可逆相變及在潮濕環(huán)境下穩(wěn)定性較差等問題。為提高晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以應(yīng)對(duì)層狀氧化物在脫嵌過程中的不可逆相變，山東華納新能源提出功能性金屬元素?fù)诫s策略，解決了鈉離子的半徑過大導(dǎo)致脫嵌過程復(fù)雜相變的問題。此外，針對(duì)于層狀氧化物吸水性較高或者與水-氧氣（或二氧化碳）發(fā)生副反應(yīng)等不利情況，山東華納新能源通過控制材料堿度、PH值與游離鈉等方式有效解決了以上問題。

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·隧道型氧化物

隧道型氧化物Na0.44MnO2具有獨(dú)特的S型通道，具備較高的倍率性與穩(wěn)定性，并且在空氣和水中非常穩(wěn)定，未來有望在水系鈉電中使用。但其缺點(diǎn)是可逆容量低，極大限制了其在產(chǎn)業(yè)化過程中的廣泛應(yīng)用。

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聚陰離子類化合物

鈉基聚陰離子類化合物是指由聚陰離子多面體和過渡金屬離子多面體通過強(qiáng)共價(jià)鍵連接形成的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的化合物，化學(xué)式為NaxMy(XaOb)Zw。聚陰離子類化合物具有電化學(xué)穩(wěn)定性高，其在鈉離子脫嵌過程中體積變化穩(wěn)定，循環(huán)壽命可達(dá)4000-10000次。但聚陰離子類化合物存在導(dǎo)電性差的問題，往往需要采取碳包覆和摻雜等手段解決。

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普魯士藍(lán)類化合物

普魯士藍(lán)類化合物為過渡金屬的氰化配位聚合物六氰基鐵酸鹽，化學(xué)式可表示為 NaxM1[M2(CN)6]1‐y·?y·nH2O(0≤x≤2, 0≤y≤1)。普魯士藍(lán)類化合物開放的三維骨架結(jié)構(gòu)具備間隙較大的特點(diǎn)，有利于鈉離子電池在充放電過程中的脫嵌，具備可逆比容高、合成溫度低的優(yōu)勢(shì)。但在實(shí)際研究中卻出現(xiàn)了倍率性能差、循環(huán)不穩(wěn)定、庫倫效率低(≤90%)、含有結(jié)晶水和高溫釋放氰化物等問題。

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