CN112331839A - 一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料及其制备方法 - Google Patents

一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料及其制备方法，由锂离子电池正极材料、包覆锂离子电池正极材料的MXene纳米点包覆层、和掺杂锂离子电池正极材料的MXene纳米纤维材料组成，采用MXene纳米纤维掺杂在正极材料二次颗粒的内部，错综交织的MXene纳米纤维使材料内部形成有效的高导电网络，同时采用MXene纳米点包覆于正极材料二次颗粒的表面，从而同时提高材料内部及表面的电子导电性，克服了仅采用单一的表面包覆改性所导致材料的电子导电性和倍率性能改善的局限性。

Description

一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料及其 制备方法
技术领域
本发明涉及二次电池领域，特别是涉及一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料及其制备方法。
背景技术
锂离子电池具有循环寿命长、功率密度高、能量密度高、电压平台高等优点，目前已广泛用于移动电话、手提电脑等电子产品领域，但仍难以满足电动汽车、电动工具等产品对倍率性能的要求。正极材料是影响电池性能的关键因素。
为提高锂离子电池正极材料的倍率性，研究者们采用具有电子导电性质的导电氧化物、导电聚合物和碳材料对锂离子电池正极材料进行表面包覆，通过提高材料表面的电子导电性来提高了材料的倍率性能。以上三类导电材料中，碳材料的电子导电性最好，但其仅适用于包覆还原性气氛合成的锂离子电池正极材料，诸如LiFePO4，Li3V2(PO4)3等，不适于包覆氧化性气氛合成的锂离子电池正极材料，这是因为：若实现包覆材料与正极材料的紧密结合，避免由正极材料脱嵌锂过程的体积膨胀和收缩导致包覆物脱落及循环性能的改善不理想，需在包覆过程的最终阶段将材料在空气或氧气气氛进行高温焙烧，然而碳材料在氧化性气氛下焙烧会被燃烧生成二氧化碳。况且，表面包覆方法仅能改善材料表面的电子导电性，这对材料的倍率性能提升很有限。
MXene材料是一种新兴的二维层状结构材料，其电子导电性类似于金属材料。MXene材料可以承受在空气、氧气和惰性气氛中焙烧。因而，MXene材料用于锂离子电池正极材料(NCA)的改性更有利于提升材料的倍率性能，而且对于氧化性气氛和还原性气氛合成的锂离子电池正极材料均适用。然而，传统的MXene材料为具有微米尺寸的二维片层状结构，而锂离子电池正极材料也大多为微米尺寸，因而难以实现将微米尺寸的片状MXene材料包覆于正极材料的表面，同时也难以实现微米尺寸的片状MXene材料在正极材料二次颗粒内部的有效掺杂。
发明内容
针对以上背景技术中提到的不足和缺陷，本发明的目的在于提供一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料及其制备方法。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料，由锂离子电池正极材料、包覆锂离子电池正极材料的MXene纳米点包覆层、和掺杂锂离子电池正极材料的MXene纳米纤维材料组成，具体的，MXene纳米点材料为金属碳化物或氮化物材料Mn+1Xn，其中M＝Sc、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、Hf等，X代表C或N元素，n＝1、2、3。
优选的，MXene纳米点包覆层颗粒尺寸为3～20nm，MXene纳米点与锂离子电池正极材料的质量比为(0.5～10):100。
优选的，MXene纳米纤维材料长度1～30μm，直径为3～50nm，掺杂的MXene纳米纤维与锂离子电池正极材料的质量比为(0.5～10):100。
优选的，锂离子电池正极材料为具有层状结构、尖晶石结构或橄榄石结构的正极材料。
本发明还公开了一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料的制备方法，该制备方法按以下步骤进行：
步骤一、制备MXene纳米点材料：采用酸刻蚀或电化学刻蚀三维层状结构的(M是早期过渡金属，A是主族元素，X是碳或者氮原子)中的A层，制备出微米尺寸的MXene纳米片材料。然后，采用水热反应将MXene纳米片剪裁成MXene纳米点材料，水热反应的温度为100～150℃，反应时间为2～6h，将反应后得到的分散液用去离子水离心洗涤3-8次，冷冻干燥后即得到MXene纳米点材料；
步骤二、静电纺丝法制备MXene纳米纤维材料：将步骤一得到的MXene纳米点加入到有机溶剂中，超声分散2～24h，配制浓度为0.5mg/mL～5mg/mL的分散液，将该分散液作为静电纺丝溶液装入塑料注射器中，以10-20kV的电压施加在静电纺丝注射器喷嘴和金属收集板之间，喷嘴与收集器之间的距离为7～15厘米，静电纺丝的环境湿度控制在15～30％，MXene分散液的注射速率为0.2-10mL/h，最终收集得到MXene纳米纤维材料。分散MXene纳米点的有机溶剂为乙醇、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基甲酰胺中的一种。
步骤三、制备MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料：通过球磨法或水热法或共沉淀法将步骤二得到的MXene纳米纤维混合入合成锂离子电池正极材料所需的前驱体中，然后将得到的材料混合锂盐后进行高温锂化，得到MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料，掺杂的MXene纳米纤维与与锂离子电池正极材料的质量比为(0.5～10):100。
步骤四、MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料：首先将壳寡糖加入到水溶液中配制浓度为0.5～1mg/mL的溶液，通过加酸调整pH＜5，使壳聚糖水解出NH4 +并因而带正电，然后加入步骤一得到的MXene纳米点，超声分散1～24h，得到带正电的壳聚糖吸附的MXene纳米点材料；配制0.2～1mg/mL的果胶溶液，果胶的羧基(COO-)使其带负电，然后加入步骤三制备的MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料，持续搅拌0.5～1h，得到带负电的果胶吸附的MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料，将壳聚糖吸附的MXene纳米点分散液加入到果胶吸附的MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料分散液中，搅拌1～5h，由于壳聚糖和果胶之间的静电作用力和氢键作用力，使得MXene纳米点完全且均匀地包覆在MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料的表面，过滤烘干，将所得产物在氧气气氛下400～800℃热处理0.5h～2h，即得到MXene纳米点包覆兼MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料；调整壳寡糖溶液的酸为盐酸、乙酸或硫酸中的一种；锂离子电池正极材料与步骤一得到的MXene纳米点的质量比为100：0.5～10；壳寡糖与果胶的质量比为0.1～0.8：1。
优选的，步骤一的MXene纳米片水热剪裁制备MXene纳米点的反应温度为130℃。
优选的，：步骤一的MXene纳米片水热剪裁制备MXene纳米点的反应时间为4h。
优选的，步骤二的壳寡糖和果胶的质量比为0.5：1。
优选的，步骤二的锂离子电池正极材料与步骤一得到的MXene纳米点的质量比为100：2。
优选的，步骤四的锂离子电池正极材料与步骤三得到的MXene纳米纤维的质量比为100：2。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的MXene掺杂兼包覆改性的锂离子电池正极材料，其中的MXene材料具有超高的电子导电性，MXene用于改性正极材料不仅克服了导电氧化物、导电聚合物等材料对正极材料改性所导致电子导电性提升不显著的问题，还克服了采用碳材料改性不能承受在氧化性气氛下进行后续高温处理的问题，MXene材料适用于改性各种惰性及氧化性气氛下合成的锂离子电池正极材料。
2、本发明的MXene掺杂兼包覆改性的锂离子电池正极材料，采用MXene纳米纤维掺杂在正极材料二次颗粒的内部，错综交织的MXene纳米纤维使材料内部形成有效的高导电网络，同时采用MXene纳米点包覆于正极材料的表面，从而同时提高材料内部及表面的电子导电性，克服了仅采用单一的表面包覆改性所导致材料的电子导电性和倍率性能改善的局限性。图1是本发明的单个MXene掺杂兼包覆改性的锂离子电池正极材料颗粒的结构示意图。
2、本发明的实施例1制备的MXene掺杂兼包覆改性的锂离子电池正极材料，其中的包覆材料为Ti3C2 MXene纳米点，从TEM图(图2)可以看出MXene纳米点的尺寸分布均匀，约为5nm左右，分别利用壳聚糖和果胶吸附在MXene纳米点和MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料表面，使MXene纳米点在静电作用力和氢键作用力下更均匀且完全的包覆在MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料表面，有效克服了传统微米尺寸的片状Ti3C2 MXene材料不能够将正极材料表面完全包覆的问题，从SEM图(图3)可以看出本发明制备的MXene包覆兼掺杂的NCA正极材料的包覆效果好，MXene纳米点均匀并完全的包覆在材料的表面。
4、本发明采用的MXene掺杂兼包覆改性方法，提高材料的容量及倍率性能，还能够降低材料与电解液之间的接触面积，降低副反应、提高锂离子电池正极材料的循环稳定性。
附图说明
图1是本发明的MXene纳米纤维掺杂兼MXene纳米点包覆改性的锂离子电池正极材料的结构示意图；
图2是本发明的实施例1的Ti3C2 MXene纳米点的TEM图片；
图3是本发明的实施例1的Ti3C2 MXene纳米纤维掺杂兼Ti3C2 MXene纳米点包覆改性的NCA材料的SEM图片；
图4是本发明的实施例1的NCA及Ti3C2 MXene包覆兼掺杂改性的NCA材料的倍率性能曲线；
图5是本发明的实施例1的NCA及Ti3C2 MXene包覆兼掺杂改性的NCA材料的循环性能曲线。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1：
采用48％的HF溶液刻蚀Ti3AlC2 MAX相中的Al元素，得到微米尺寸的Ti3C2 MXene纳米片材料。之后，利用水热反应将Ti3C2 MXene纳米片剪裁成Ti3C2 MXene纳米点材料，水热反应的温度为140℃，反应时间为4h，将反应后得到的分散液用去离子水离心洗涤3-8次，冷冻干燥后即得到Ti3C2 MXene纳米点材料。Ti3C2 MXene纳米点的TEM图片如图2所示，可见Ti3C2 MXene纳米点的尺寸约为5nm。配制浓度为1mg/mL的Ti3C2MXene纳米点/N,N二甲基甲酰胺(DMF)分散液，然后将该分散液作为静电纺丝溶液装入塑料注射器中，在静电纺丝注射器喷嘴和金属收集板之间施加15kV的电压，调整喷嘴与收集器之间的距离为10厘米，静电纺丝的环境湿度控制在20％，MXene分散液的注射速率为1mL/h，最终收集得到MXene纳米纤维材料。
配制浓度为1mg/mL的Ti3C2 MXene纳米纤维/乙醇分散液，然后采用共沉淀法制备Ti3C2 MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料前驱体(本实施例内锂离子电池正极材料前驱体为Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2)：将2mol/L的NiSO4/CoSO4/Al2(SO4)3混合物水溶液(其中Ni:Co:Al的摩尔比为80:15:5)，2mol/L氢氧化钠水溶液和2mol/L氨水溶液及上述的1mg/mL的Ti3C2 MXene纳米纤维/乙醇分散液同时加入到共沉淀反应釜中，控制反应的温度为50℃和pH值＝11，反应40h后得到Ti3C2 MXene纳米纤维掺杂的Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2前驱体，然后按照化学计量比将该前驱体混合氢氧化锂，于氧化性气氛高温焙烧20h得到Ti3C2 MXene纳米纤维掺杂的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料。
配制浓度为1mg/mL的Ti3C2 MXene纳米点/N-甲基吡咯烷酮分散液，将1g Ti3C2MXene纳米纤维掺杂的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料加入到50mL的Ti3C2 MXene纳米点/N-甲基吡咯烷酮分散液中，恒温至140℃下搅拌至溶剂蒸干，然后将所得粉末在氧气气氛下以300℃热处理1.5h，即得到Ti3C2MXene纳米点包覆兼Ti3C2 MXene纳米纤维掺杂的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料。图2是合成的MXene纳米纤维掺杂兼MXene纳米点包覆的锂离子电池正极材料的结构示意图。
配制浓度为0.6mg/mL的壳寡糖水溶液10mL，通过加入醋酸调整pH＝4.5，然后加入10mg质量的Ti3C2 MXene纳米点，超声分散10h，得到Ti3C2 MXene纳米点分散液；配制0.5mg/mL的果胶溶液20mL，然后加入1g Ti3C2 MXene纳米纤维掺杂的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料，持续搅拌0.5～1h，得到锂离子电池正极材料分散液。将锂离子电池正极材料分散液加入到Ti3C2 MXene纳米点分散液中，搅拌2h后将材料过滤烘干，然后将所得粉末在氧气气氛下以450℃热处理1.5h，即得到MXene包覆兼掺杂的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料。MXene纳米点包覆兼MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料的结构示意图如图1所示；制备的Ti3C2 MXene包覆兼掺杂的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料的SEM图片如图3所示。
Ti3C2 MXene包覆兼掺杂的NCA材料的倍率性能如图4所示，3～4.3V电压区间，0.1C倍率下，首次放电容量为185mAh/g，0.5C倍率容量为180mAh/g，5C倍率容量为139mAh/g。Ti3C2 MXene包覆兼掺杂的NCA材料的循环性能如图5示，3～4.3V电压区间，1C倍率循环80次，容量保持率为95.26％。

Claims (10)

1.一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料，其特征在于：由锂离子电池正极材料、包覆锂离子电池正极材料的MXene纳米点包覆层、和掺杂锂离子电池正极材料的MXene纳米纤维材料组成。
2.根据权利要求1所述的一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料，其特征在于：MXene纳米点包覆层颗粒尺寸为3～20nm，MXene纳米点与锂离子电池正极材料的质量比为0.5～10：100。
3.根据权利要求1所述的一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料，其特征在于：MXene纳米纤维材料长度1～30μm，直径为3～50nm，掺杂的MXene纳米纤维与锂离子电池正极材料的质量比为0.5～10:100。
4.根据权利要求1所述的MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料，其特征在于：锂离子电池正极材料为具有层状结构、尖晶石结构或橄榄石结构的正极材料。
5.一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料的制备方法，用于制备权利要求1～5任意一项所述的MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料，其特征在于，该制备方法按以下步骤进行：
步骤一、制备MXene纳米点材料：采用酸刻蚀或电化学刻蚀三维层状结构的MAX相材料，制备出微米尺寸的MXene纳米片材料，然后，采用水热反应将MXene纳米片剪裁成MXene纳米点材料，水热反应的温度为100～150℃，反应时间为2～6h，将反应后得到的分散液用去离子水离心洗涤3-8次，冷冻干燥后即得到MXene纳米点材料；
步骤二、静电纺丝法制备MXene纳米纤维材料：将步骤一得到的MXene纳米点加入到有机溶剂中，超声分散2～24h，配制浓度为0.5mg/mL～5mg/mL的分散液，将该分散液作为静电纺丝溶液装入塑料注射器中，以10-20kV的电压施加在静电纺丝注射器喷嘴和金属收集板之间，喷嘴与收集器之间的距离为7～15厘米，静电纺丝的环境湿度控制在15～30％，MXene分散液的注射速率为0.2-10mL/h，最终收集得到MXene纳米纤维材料，分散MXene纳米点的有机溶剂为乙醇、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基甲酰胺中的一种。
步骤三、制备MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料：通过球磨法或水热法或共沉淀法将步骤二得到的MXene纳米纤维混合入合成锂离子电池正极材料所需的前驱体中，然后将得到的材料混合锂盐后进行高温锂化，得到MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料，MXene纳米纤维与锂离子电池正极材料的质量比为0.5～10：100；
步骤四、制备MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料：首先将壳寡糖加入到水溶液中配制浓度为0.5～1mg/mL的溶液，通过加酸调整pH＜5，然后加入步骤一得到的MXene纳米点，超声分散1～24h，得到壳聚糖吸附的MXene纳米点材料；配制0.2～1mg/mL的果胶溶液，然后加入步骤三制备的MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料，持续搅拌0.5～1h，得到果胶吸附的MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料，将壳聚糖吸附的MXene纳米点分散液加入到果胶吸附的MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料分散液中，搅拌1～5h，使得MXene纳米点完全且均匀地包覆在MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料的表面，过滤烘干，将所得产物在氧气气氛下400～800℃热处理0.5h～2h，即得到MXene纳米点包覆兼MXene纳米纤维掺杂的锂离子电池正极材料；调整壳寡糖溶液的酸为盐酸、乙酸或硫酸中的一种；锂离子电池正极材料与步骤一得到的MXene纳米点的质量比为100：0.5～10；壳寡糖与果胶的质量比为0.1～0.8：1。
6.根据权利要求5的一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤一的MXene纳米片水热剪裁制备MXene纳米点的反应温度为130℃。
7.根据权利要求5的一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤一的MXene纳米片水热剪裁制备MXene纳米点的反应时间为4h。
8.根据权利要求5的一种MXene掺杂兼表面包覆改性的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤二的壳寡糖和果胶的质量比为0.5：1。
9.根据权利要求5的一种MXene纳米点包覆改性的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤二的锂离子电池正极材料与步骤一得到的MXene纳米点的质量比为100：2。
10.根据权利要求5的一种MXene纳米点包覆改性的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤四的锂离子电池正极材料与步骤三得到的MXene纳米纤维的质量比为100：2。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114883550A (zh) * 2022-06-24 2022-08-09 湖北亿纬动力有限公司 一种MXene包覆三元正极材料及其制备方法与锂离子电池
CN116154169A (zh) * 2023-01-13 2023-05-23 江苏正力新能电池技术有限公司 MXene包覆正极材料及其制备方法、正极片和锂离子电池
CN117320428A (zh) * 2023-10-16 2023-12-29 青岛理工大学 一种结构可控型的超薄电磁吸波材料及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109301180A (zh) * 2018-09-04 2019-02-01 北京化工大学 一种新型高性能正极材料及其制备方法
CN109301227A (zh) * 2018-10-30 2019-02-01 肇庆市华师大光电产业研究院 一种三元金属氧化物复合MXene材料及其在锂硫电池中的应用
CN109449404A (zh) * 2018-10-30 2019-03-08 肇庆市华师大光电产业研究院 一种锂硫电池正极材料用硫-氮掺杂碳纳米纤维-MXene复合材料及其制备方法
CN109449405A (zh) * 2018-10-30 2019-03-08 肇庆市华师大光电产业研究院 一种硫-氧掺杂MXene-碳纳米管复合材料及其在锂硫电池中的应用
CN110589793A (zh) * 2019-08-15 2019-12-20 广东东岛新能源股份有限公司 一种金属掺杂和Mxene包覆双重改性磷酸铁锂复合材料及制备方法与应用
CN111293276A (zh) * 2020-02-07 2020-06-16 大连理工大学 一种基于MXene纳米带的复合锂金属负极及其通用合成方法
CN111370699A (zh) * 2020-03-11 2020-07-03 肇庆市华师大光电产业研究院 一种锂硫电池正极材料及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109301180A (zh) * 2018-09-04 2019-02-01 北京化工大学 一种新型高性能正极材料及其制备方法
CN109301227A (zh) * 2018-10-30 2019-02-01 肇庆市华师大光电产业研究院 一种三元金属氧化物复合MXene材料及其在锂硫电池中的应用
CN109449404A (zh) * 2018-10-30 2019-03-08 肇庆市华师大光电产业研究院 一种锂硫电池正极材料用硫-氮掺杂碳纳米纤维-MXene复合材料及其制备方法
CN109449405A (zh) * 2018-10-30 2019-03-08 肇庆市华师大光电产业研究院 一种硫-氧掺杂MXene-碳纳米管复合材料及其在锂硫电池中的应用
CN110589793A (zh) * 2019-08-15 2019-12-20 广东东岛新能源股份有限公司 一种金属掺杂和Mxene包覆双重改性磷酸铁锂复合材料及制备方法与应用
CN111293276A (zh) * 2020-02-07 2020-06-16 大连理工大学 一种基于MXene纳米带的复合锂金属负极及其通用合成方法
CN111370699A (zh) * 2020-03-11 2020-07-03 肇庆市华师大光电产业研究院 一种锂硫电池正极材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIAOSHU HE等: "Improved Electrochemical Performance of LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 Cathode Material by Coating of Graphene Nanodots", 《JOURNAL OF ELECTROCHEMICAL SOCIETY》 *
周飞等: "基于碳化钛纳米颗粒-碳纳米复合纤维的高性能硫正极", 《2017年锂硫电池前沿学术研讨会》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114883550A (zh) * 2022-06-24 2022-08-09 湖北亿纬动力有限公司 一种MXene包覆三元正极材料及其制备方法与锂离子电池
CN116154169A (zh) * 2023-01-13 2023-05-23 江苏正力新能电池技术有限公司 MXene包覆正极材料及其制备方法、正极片和锂离子电池
CN116154169B (zh) * 2023-01-13 2024-05-17 江苏正力新能电池技术有限公司 MXene包覆正极材料及其制备方法、正极片和锂离子电池
CN117320428A (zh) * 2023-10-16 2023-12-29 青岛理工大学 一种结构可控型的超薄电磁吸波材料及其制备方法
CN117320428B (zh) * 2023-10-16 2024-03-19 青岛理工大学 一种结构可控型的超薄电磁吸波材料的制备方法

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