[发明专利]一种铜基富钠层状氧化物材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种铜基富钠层状氧化物材料，其特征在于，所述铜基富钠层状氧化物材料的化学通式为：Na_0.76+aCu_bFe_cMn_dM_eO_2+δ；

其中，Cu、Fe、Mn为过渡金属元素，M为对过渡金属位进行掺杂取代的元素；Cu、Fe、Mn和M分别与最近邻的六个氧原子形成八面体结构，多个所述八面体结构共边排布构成过渡金属层；碱金属离子Na⁺位于每两层所述过渡金属层之间，构成空间群为P63/mmc的层状氧化物；所述M具体为Li⁺，Ni²⁺，Mg²⁺，Mn²⁺，Zn²⁺，Co²⁺，Ca²⁺，Ba²⁺，Sr²⁺，Al³⁺，B³⁺，Cr³⁺，Co³⁺，V³⁺，Zr⁴⁺，Ti⁴⁺，Sn⁴⁺，V⁴⁺，Mo⁴⁺，Mo⁵⁺，Ru⁴⁺，Nb⁵⁺，Si⁴⁺，Sb⁵⁺，Nb⁵⁺，Mo⁶⁺，Te⁶⁺中的一种或多种；所述M的化合价态为m，所述m具体为一价、二价、三价、四价、五价或六价；Mn的化合价态为x，具体为+4价或者+4价与+3价的混合价态；所述a，b，c，d，e，δ分别为对应元素所占的摩尔百分比；所述a，b，c，d，e，δ，x和m之间的关系满足电荷平衡：(0.76+a)+2b+3c+xd+me＝2(2+δ)，并且满足b+c+d+e＝1；其中，-0.1<a≤0.14；0<b≤0.25；0<c≤0.33；0<d≤0.7；0≤e≤0.1；-0.02<δ<0.02；3<x≤4。

2.根据权利要求1所述的铜基富钠层状氧化物材料，其特征在于，所述铜基富钠层状氧化物材料用于钠离子二次电池的正极活性材料。

3.一种如上述权利要求1所述的铜基富钠层状氧化物材料的制备方法，其特征在于，所述方法为固相法，包括：

将所需钠的化学计量102wt％～108wt％的碳酸钠和所需化学计量的氧化铜、三氧化二铁、三氧化二锰和M的氧化物按比例混合成前驱体；所述M具体为Li⁺，Ni²⁺，Mg²⁺，Mn²⁺，Zn²⁺，Co²⁺，Ca²⁺，Ba²⁺，Sr²⁺，Al³⁺，B³⁺，Cr³⁺，Co³⁺，V³⁺，Zr⁴⁺，Ti⁴⁺，Sn⁴⁺，V⁴⁺，Mo⁴⁺，Mo⁵⁺，Ru⁴⁺，Nb⁵⁺，Si⁴⁺，Sb⁵⁺，Nb⁵⁺，Mo⁶⁺，Te⁶⁺中的一种或多种；

采用球磨的方法将所述前驱体均匀混合得到前驱体粉末；

将所述前驱体粉末置于马弗炉内，在800℃～1000℃的空气气氛中热处理10～24小时；

将热处理后的前驱体粉末进行研磨，得到所述铜基富钠层状氧化物材料。