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新材料

需求背景

P2型层状金属氧化物具有比容量大、工作电压高以及容易合成等特点，是目前研究较多的钠电正极材料。而这种材料在充放电过程中存在不可逆相变，严重阻碍了材料的推广应用。

需解决的主要技术难题

1‌.材料稳定性问题‌：尽管Na0.67Ni0.33Mn0.67O2具有较高的理论比容量和空气稳定性，但在实际应用中仍需解决其稳定性和容量之间的权衡问题。例如，通过多种成岩元素痕量掺杂的定制策略可以改善材料的稳定性和容量，但这种策略的复杂性和成本也是需要考虑的因素‌。

‌2.空气稳定性问题‌：Na0.67Ni0.33Mn0.67O2在潮湿环境中容易发生分解，生成对应的过渡金属氧化物或氢氧化物，这会影响其电化学性能和循环稳定性‌。

3‌.电极-电解液界面不稳定性‌：在长循环过程中，电极与电解液界面容易发生不稳定，导致活性物质减少和电荷转移电阻增加，从而影响电池的循环性能和容量保持率‌。

4‌.复杂的电荷转移机制‌：Na0.67Ni0.33Mn0.67O2在充放电过程中的电荷转移机制复杂，需要深入研究其氧化还原反应过程和机理，以优化材料的电化学性能‌。

‌5.充放电过程中的相变问题‌：Na0.67Ni0.33Mn0.67O2在充放电过程中会发生不可逆的相变，这严重影响了材料的循环稳定性和容量保持率。例如，在2.0-4.5 V下的首次放电容量为165 mAh g⁻¹，但经历4.2 V的不利相变后容量下降迅速，循环100次后保持率只有39.3%‌。

期望实现的主要技术目标

需求内容主要技术：1、开发空气稳定性好、工作电压高以及较高理论比容量的Na0.67Ni 0.33Mn 0.67O2钠电正极材料；2、探究材料成分、合成方法以及形貌结构对材料的电化学性能影响；3、该正极材料在4.5 V的高压下具有较好的材料稳定性和充放电倍率性能。

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