李慧，刘双宇，汪慧明，王博，盛鹏，徐丽，赵广耀，白会涛，陈新，曹余良 ，陈重学 ,＊

1全球能源互联网研究院有限公司，先进输电技术国家重点实验室，北京 102211

2武汉大学动力与机械学院，水力机械过渡过程教育部重点实验室，武汉 430072

3武汉大学化学与分子科学学院，湖北省电源材料与技术重点实验室，武汉 430072

1 引言

锂离子电池由于具有突出优势而得到广泛的应用，但锂元素在地球上的储量有限(地壳中的含量约为0.0065%)且开发难度大。因此，开发新的电池技术以满足电动汽车和大规模储能系统对电池的大量需求变得尤为重要。钠元素(Na)在地球上储量丰富(地壳含量2.74%)、分布均匀，并且表现出与锂(Li)相似的物理化学性质，基于脱嵌钠机制的钠离子电池未来有望成为一类重要的储能方式1-6。

目前研究较多的钠离子电极正极材料包括层状氧化物、隧道型氧化物、聚阴离子型以及普鲁士蓝类化合物等3,7-11。其中氧化物Na0.44MnO2(NMO)是一种典型的储钠正极材料，具有开放的框架和大隧道结构。Na0.44MnO2属于正交晶系，Pbam空间群，在其结构中，MnO5四面体和MnO6八面体连接构成三维网络骨架，该骨架存在两种形式的隧道结构，即较大的S形隧道和较小的五边形隧道。钠离子则存在于这些隧道中，其中位于五边形隧道的Na1很难脱出或者不能脱出，而位于S型轨道的Na2、Na3则可以进行可逆脱嵌12-16。Na0.44MnO2表现出优异的结构稳定性和循环性能，因而受到广泛的关注。

尖晶石LiMn2O4正极在循环过程中由于锰的溶解和Mn3+的Jahn-Teller效应导致容量会出现较大的衰减17-21。……