用(yong)于(yu)鈉(na)離子(zi)電(dian)池正極(ji)的(de)(de)(de)材料主要有貧鈉(na)的(de)(de)(de)Na，CoO2、NaxMnO2層狀晶體化(hua)合物(wu)及(ji)它(ta)們的(de)(de)(de)摻雜化(hua)合物(wu)。這些化(hua)合物(wu)的(de)(de)(de)存在(zai)形(xing)態取(qu)決(jue)于(yu)其組成（x值）和制備方(fang)法。其它(ta)一些見諸報道(dao)的(de)(de)(de)嵌入式正極(ji)材料有：NaxTiS2，NaxNbS2C12，NaxWO3-y，NaxV0.5Cr0.5S，NaxMoS3（非定(ding)形(xing)），NaxTaS2，各式中0<x<2，0<y<1。

1、五氧(yang)化二釩(fan)（V2O5）

五(wu)氧化二釩（V2O）是阿貢國家實驗室和芝加哥大學(xue)的(de)研究小組開(kai)發的(de)一(yi)種可用(yong)于充電(dian)鈉(na)離子電(dian)池(chi)的(de)正極材料(liao)。這種雙層(ceng)五(wu)氧化二釩（V2Os）材料(liao)可用(yong)于室溫下(xia)，具有250mAh/g的(de)比(bi)(bi)容量(liang)，接近理論比(bi)(bi)容量(liang)，倍率放電(dian)能(neng)力(li)和循環壽命優良，電(dian)池(chi)的(de)比(bi)(bi)能(neng)量(liang)和比(bi)(bi)功率高達(da)760Wh/kg和1200W/kg。用(yong)雙層(ceng)V20s材料(liao)作鈉(na)離子電(dian)池(chi)正極的(de)充放電(dian)反(fan)應機理如圖所示，電(dian)化學(xue)反(fan)應改變了五(wu)氧化二釩層(ceng)的(de)靜電(dian)吸引力(li)，可為鈉(na)離子（Nat）提供強大的(de)遷移動力(li)；鈉(na)離子嵌入到V2O4的(de)過(guo)程。

鈉離子的嵌入可導致(zhi)釩的整體結構(gou)有(you)序(xu)(xu)(xu)化，同時(shi)層間長(chang)程有(you)序(xu)(xu)(xu)。鈉脫出后，這(zhe)種長(chang)程有(you)序(xu)(xu)(xu)也消失，而層內(nei)結構(gou)仍保存(cun)著。

這個(ge)研(yan)究小組的(de)(de)(de)方法是，要使鈉離子(zi)嵌(qian)入，就要使用(yong)納米(mi)材料，這種(zhong)(zhong)材料具(ju)有(you)(you)雙層層狀結(jie)(jie)構，可(ke)(ke)調層間(jian)距，能適應很大的(de)(de)(de)體積(ji)變化。非原位和(he)原位同步特性研(yan)究表明，鈉離子(zi)的(de)(de)(de)嵌(qian)入可(ke)(ke)導(dao)致釩(fan)的(de)(de)(de)整(zheng)體結(jie)(jie)構有(you)(you)序化，同時層間(jian)長程有(you)(you)序。鈉脫出后，這種(zhong)(zhong)長程有(you)(you)序也(ye)消失，而層內結(jie)(jie)構仍(reng)保存著。因此(ci)，通過優化平(ping)衡靜電力，誘(you)導(dao)納米(mi)材料的(de)(de)(de)排列，會取得盡可(ke)(ke)能高(gao)的(de)(de)(de)電極容量。這種(zhong)(zhong)開(kai)放式框架結(jie)(jie)構具(ju)有(you)(you)好(hao)的(de)(de)(de)“彈性”和(he)卓越的(de)(de)(de)長期穩定性，可(ke)(ke)使雙層五(wu)氧化二釩(fan)成為(wei)一(yi)種(zhong)(zhong)合(he)適的(de)(de)(de)可(ke)(ke)用(yong)于高(gao)能量密度鈉充電電池的(de)(de)(de)正(zheng)極材料。

2、單(dan)晶Nao4MnO2納米線

高(gao)功率鈉(na)離(li)子(zi)(zi)蓄(xu)電(dian)池近年來(lai)吸引(yin)了越來(lai)越多人(ren)的(de)(de)興(xing)趣，因此，急需開發(fa)一種納(na)米(mi)(mi)(mi)結構的(de)(de)電(dian)極材料(liao)，因為納(na)米(mi)(mi)(mi)材料(liao)具有很高(gao)的(de)(de)比表面積，縮短(duan)了鈉(na)離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)擴散(san)距離(li)，所以使電(dian)池具有高(gao)的(de)(de)功率密(mi)度。用(yong)水(shui)熱(re)法合成(cheng)的(de)(de)單晶Nao4MnO2納(na)米(mi)(mi)(mi)線，可用(yong)于(yu)鈉(na)離(li)子(zi)(zi)電(dian)池。將0.1g的(de)(de)MnsO：粉(fen)末(mo)分(fen)散(san)在NaOH溶(rong)液中（40ml/5mol/1），然(ran)后將溶(rong)液放(fang)在Teflon-lined 高(gao)壓鍋（45ml）中，在205℃加熱(re)96h。之后，冷卻反應物，過(guo)濾沉(chen)淀物，用(yong)水(shui)反復(fu)沖洗，然(ran)后在室溫下(xia)真空(kong)干燥(zao)。SEM和TEM實(shi)驗證明水(shui)熱(re)法合成(cheng)Nao4MnO2具有單晶納(na)米(mi)(mi)(mi)線形貌。實(shi)驗證明，該(gai)材料(liao)的(de)(de)可逆比容量為120mAh/g。另外，單晶NaoaMnO2納(na)米(mi)(mi)(mi)線具有高(gao)的(de)(de)充放(fang)電(dian)倍率循環性(xing)能(neng)和循環穩定(ding)性(xing)，因此是一種非常有前途的(de)(de)鈉(na)離(li)子(zi)(zi)電(dian)池正極材料(liao)。

3、可逆NaFePO：電極

通過置(zhi)換橄欖石LiFePO；中(zhong)Li的(de)置(zhi)換可(ke)獲得橄欖石型(xing)NaFePO4正(zheng)極(ji)。實驗證明橄欖石型(xing)NaFePO；電(dian)極(ji)是(shi)一種非常有潛力的(de)鈉(na)(na)離子電(dian)池電(dian)極(ji)材料。這種材料中(zhong)，理(li)論比容(rong)量最大的(de)為橄欖石結構NaFePO4，為154mA穐(qiu)/g。但(dan)和LiFePO4的(de)不同點(dian)是(shi)，NaFePO4最穩(wen)定存(cun)在(zai)的(de)相是(shi)磷鐵鈉(na)(na)礦結構，該結構Na+占(zhan)(zhan)據4c的(de)Wyckoff點(dian)陣位(wei)置(zhi)，Fe2+占(zhan)(zhan)據4a點(dian)陣位(wei)置(zhi)。這點(dian)剛(gang)好與(yu)LiFePO4相反，Li+

占據(ju)4a位(wei)置，Fe2+占據(ju)4c位(wei)置。導致這種(zhong)結構(gou)差異的可(ke)能(neng)原因是(shi)Na 離子(zi)半徑比(bi)Li大(da)。NaFePO4材料在60℃，C/24倍(bei)率下，充放電(dian)的首次比(bi)容量(liang)達到(dao)147mA穐/g。但這種(zhong)材料到(dao)目(mu)前為(wei)止沒有得(de)到(dao)良(liang)好的循環(huan)性能(neng)，有待更多的深入(ru)研究。

4、NaCoO2及其(qi)參雜(za)化合物

在NaxCoO2化合物中，Na+主要位于(yu)層(ceng)狀（CoO2）n八面(mian)體之間：數量少時，鈉離子間呈三棱柱狀排列；數量多時，它們則配位成八面(mian)體。盡管NaxCoO2化合物電(dian)性能較(jiao)優，但(dan)鉆鹽價格昂貴，使得電(dian)池成本大幅上升(sheng)，故出現了其它各種替代材(cai)料。