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日本科学家发现稳定、高性能、长寿命钠离子电池的关键

钠离子电池近年来已成为锂离子电池经济高效且可持续的替代品。钠是地球上第六大元素,与锂离子电池相比,其材料成本更低,供应量更大。

正极材料的设计对电池寿命和稳定性起着关键作用。层状钠锰氧化物(NaMnO2)因其在钠离子电池中用作正极材料而受到研究人员越来越多的关注。

NaMnO2有两种晶体形态:α-NaMnO2和β-NaMnO2。α相具有单斜层状结构,其中平面MnO2层由共边扭曲的MnO6八面体组成,并以Na离子为中心交替堆叠。

另一方面,β-NaMnO2具有波纹状或锯齿状的共边扭曲MnO6八面体层,其间也存在钠离子。β-NaMnO2的合成通常需要更高的温度,这常常导致钠离子缺乏相。

为了防止钠离子缺乏相的产生,人们尝试制备非平衡β相,这种β相表现出多种缺陷。其中最显著的是堆垛层错(SF),它是由晶体b-c平面的滑移形成的,产生类似于α相的堆垛层错序列。

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