[发明专利]一种Li/Cu共掺的层状锰基钠离子电池正极材料及制备方法和应用

权利要求书

1.一种Li/Cu共掺的层状锰基钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将Na₂CO₃、Li₂CO₃、CuO和MnO₂混合均匀后加入无水乙醇进行球磨，然后对球磨后得到的混合物压片，压片后煅烧，煅烧完成后冷却至室温，得到所述Li/Cu共掺的层状锰基钠离子电池正极材料，记为Na_0.7Li_0.1Cu_0.2Mn_0.7O₂。

2.根据权利要求1所述的Li/Cu共掺的层状锰基钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述Na₂CO₃、Li₂CO₃、CuO和MnO₂的用量为：根据Na_0.7Li_0.1Cu_0.2Mn_0.7O₂中各化学计量比计算得到计算值，Cu、Mn和O的用量为计算值，Na和Li的实际用量比计算值多加5％。

3.根据权利要求1所述的Li/Cu共掺的层状锰基钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述无水乙醇的用量与Na₂CO₃、Li₂CO₃、CuO和MnO₂的总量比10mL：3～5g。

4.根据权利要求1所述的Li/Cu共掺的层状锰基钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述球磨机的转速为300-400rpm/min，球磨时间为4-6h。

5.根据权利要求1所述的Li/Cu共掺的层状锰基钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述压片时的步骤为：将混合物放入压片磨具中进行压制成片，压力为8-12MPa，保压时间为5-10分钟。

6.根据权利要求1所述的Li/Cu共掺的层状锰基钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧的条件为：以2-10℃/min的升温速率升温到900℃，在900℃下保温煅烧12-15h。

7.权利要求1～6任一项所述的制备方法制备的Li/Cu共掺的层状锰基钠离子电池正极材料，其特征在于，所述层状锰基钠离子电池正极材料为六边形块状结构，直径为1～2μm；所述层状锰基钠离子电池正极材料中Li⁺和Cu²⁺共掺杂进入P2相层状锰基钠离子电池正极材料的过渡金属层中。

8.权利要求7所述的Li/Cu共掺的层状锰基钠离子电池正极材料在钠离子电池中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用为：

将正极活性材料Li/Cu共掺的层状锰基钠离子电池正极材料，导电剂导电碳黑Super P和粘结剂聚偏氟乙烯混合均匀，将混合后的产物以铝箔为集流体涂布成薄片，于真空干燥箱中干燥完全后通过切片机制成正极片；

然后以正极片为正极、金属钠作为负极、GF/D电池隔膜玻璃纤维滤纸为隔膜匹配六氟磷酸钠电解液，在充满氩气的手套箱中组装成钠离子电池。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述Li/Cu共掺的层状锰基钠离子电池正极材料、导电碳黑Super P和聚偏氟乙烯的用量比为7：2：1。