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申请/专利权人：温州大学碳中和技术创新研究院
摘要：本发明涉及二次储能材料器件领域，特别涉及钠离子电池锰基层状氧化物正极材料的制备方法及改性策略。公开了一种基于弹簧效应策略调控晶格氧活性的普适方法及其在高能量密度钠离子电池的应用，这种钠离子正极复合材料化学式为NaxMO2@nNayMnO2，“@”表示包覆。该复合材料可提供246.63mAhg‑1的比容量（相当于649.64WhKg‑1的能量密度），具有高度可逆的相变过程以及优异的循环稳定性。另外通过控制合成方法精确调控材料颗粒生长，形貌上表现为均匀规则的单晶纳米片颗粒，并且暴露了{010}活性晶面以有效改善钠离子传输动力学。另外，界面缓冲弹簧层能够抑制正极材料与电解液发生的不可逆界面副反应，并且作为疏水层有效提高了正极材料的商业化实用性。
主权项：1.一种基于弹簧效应策略调控晶格氧活性的普适方法及其在高能量密度钠离子电池的应用，化学式为NaxMO2@nNayMnO2（M代表碱金属与过渡金属元素），其结构组成为具有阴离子氧化还原反应的层状过渡金属氧化物外层包覆隧道型氧化物，且表现为形貌规则的单晶纳米片颗粒。其制备过程包括以下步骤：（1）将含钠化合物、碱金属化合物与过渡金属化合物按照NaxMO2的具体摩尔比计算出的比例混合，将混合物通过球磨充分研磨均匀并且压制成片以获得材料前驱体；（2）将材料前驱体置于马弗炉在空气中进行高温烧结处理，冷却至室温后并且研磨成粉末，获得复合材料中的NaxMO2体相材料；（3）根据复合材料NayMnO2包覆层的组成特征（0.22≤y≤0.44）以及包覆层与体相材料的摩尔比（0＜n≤0.5），计算出含钠化合物以及含锰化合物质量，溶于一定量溶剂中，充分搅拌获得包覆层的前体材料溶液；（4）将步骤（2）中得到的NaxMO2体相材料加入至包覆层的前体材料溶液中，搅拌均匀并且使用蠕动泵滴加过量的沉淀剂，充分沉淀并烘干后获得最终复合产物NaxMO2@NayMnO2的前驱体材料；（5）将复合产物前驱体材料置于马弗炉在空气中进行二次高温烧结处理，冷却至室温后并且研磨成粉末，获得最终复合材料NaxMO2@NayMnO2。
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