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电池材料的发展离不开对其电化学反应和性能影响机制的深入理解。通过对电池材料在充放电过程中的结构和性能演变机制研究,一方面可以为改善材料的电化学性能做出指导,另一方面,也可以为进一步开发新的电极材料带来新思路。本文主要通过同步辐射X射线原位手段研究了几种电极材料的电化学反应机制,特别是解析了材料初始阶段不可逆性的产生机制,并在此基础上设计合成了具有优异电化学性能的电极材料。研究了钠离子电池层状正极材料NaNiO_2在较高充放电截止电压下的不可逆反应机制。通过原位同步辐射X射线透射成像技术,直接观测了前