1. 研究目的与意义（文献综述）

能源的改进与使用推动了现代工业发展，使社会的经济产量超过以往历史的所有产量。经济的飞速发展，反过来又加速对能源的需求量，但是化石燃料资源在地球上的储量是有限的。能源的稀缺性和环境可持续发展的失衡严重影响社会经济的发展，同时也对我们自身生命安全构成了很大的安全隐患。能源问题促使人们加快利用新能源的步伐。诸如太阳能、风能、潮汐能等新能源的逐渐利用，大大缓解了能源危机，但由于这些能源自身固有的间歇性和随机性，也对储能设备提出了新的要求[1]。

钠元素和锂元素同在第一主族，两种元素的物理化学特性极其相似；同时在地球元素中，钠元素的储量是第六丰富元素，在地壳中储量是非常高的，估计为 2.74%，大量存在于海水中，矿物分布广泛。钠离子电池与锂离子电池的内部结构工作原理也很相似，钠离子电池主要依赖钠离子在正极和负极材料之间脱嵌过程来达到能量的储存和转换。钠离子电池与锂离子电池相对比存在很多潜在的使用优势，例如，其使用安全性高，制造成本低等。由于钠元素丰富，钠离子电池是廉价电网储能的可能选择之一，钠离子电池在大规模储能领域具有极大的应用前景[2]。

过渡金属氧化物作为一类重要的功能材料由于其独特的层状结构和物理化学性能，已成为当今材料研究的热点之一。1973 年，fouassier 等报导道了 naxcoo2 体系具有四种晶体学结构。在其晶体结构中，coo6八面体共顶连接构成晶体中的层状结构，钠离子填充于层间。p2型结构表现出ab ba氧填充，钴离子在八面体位置，na 离子在两种不同类型的三角形棱柱位点：naf与相邻的两个coo6八面体共面，而nae与相邻的六个coo6八面体共棱。一些论文分别使用na（1）和na（2）来描述这些位点。考虑到na 离子半径，相邻的naf和nae位点太近，因此不能同时占据。从静电的角度来看，naf位点预计比nae位点稳定。整体化学计量不需要在naf位点存在钠离子；然而，同时占据两个位置可以保证面内na -na 静电排斥力最小，使整体结构稳定。类似的效应被用来解释 p2–k4/7coo2的计算基态排列，以及与其结构相关的t＃2 -lixcoo2所存在的两种不同的锂位置[3]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：以na2co3、co3o4和mno2为材料，通过固相合成法进行掺杂，得到不同掺杂配比的naxcoo2正极材料。

材料表征：对过渡金属离子掺杂的naxcoo2正极材料进行结构表征和电化学性能测试，通过xrd、xps、sem等表征手段对其形貌结构进行分析，并进行恒流充放电循环测试、循环伏安测试以及交流阻抗测试等对其进行了系统评估。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：按照设计方案，制备mn元素掺杂的naxcoo2正极材料。

第9－11周：采用xrd、xps、sem等测试技术对材料的物相、显微结构、电化学性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]孙家乐.namno2钠电池正极的改性及其性能的研究[d]. 山东: 齐鲁工业大学.2017.