[發(fā)明專利]一種過渡金屬氧化物材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011446801.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN112591804B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜美丹;廖小珍;李林森;錢冠男;馬紫峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G53/00
• 分類號(hào): C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/054
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 王衛(wèi)彬;鄒玲

1.一種過渡金屬氧化物材料的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟：

在熔鹽熔融的條件下，將鈉源與含氧的過渡金屬源的混合物，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，制得所述過渡金屬氧化物材料Na_xMeO₂；所述高溫?zé)Y(jié)的溫度為800-1000℃，所述高溫?zé)Y(jié)的時(shí)間為10-15 h；所述熔鹽為鉬酸鈉；所述鈉源選自碳酸鈉或氫氧化鈉；

所述過渡金屬氧化物材料的晶型為P2型Na_2/3MeO₂或O3型NaMeO₂，所述熔鹽的摩爾數(shù)與所述含氧的過渡金屬源的總摩爾數(shù)之比為1：（2~4）；

其中，Me為過渡金屬，所述過渡金屬為“Ni和Mn”或“Ni和Mn和Ti”。

2.如權(quán)利要求1所述的過渡金屬氧化物材料的制備方法，其特征在于，

所述含氧的過渡金屬源選自錳的氧化物、錳的氫氧化物、錳的碳酸鹽、鎳的氧化物、鎳的氫氧化物、鎳的碳酸鹽或者二氧化鈦；

和/或，所述鈉源的摩爾數(shù)為0.01~0.02mol；所述含氧的過渡金屬源的摩爾數(shù)為0.02~0.03 mol；

和/或，所述過渡金屬氧化物材料的制備方法中的原料還包括摻雜的金屬元素N，所述N選自Al、Fe、Li和Mg中的一種。

3.如權(quán)利要求2所述的過渡金屬氧化物材料的制備方法，其特征在于，

所述含氧的過渡金屬源選自過渡金屬氫氧化物或過渡金屬碳酸鹽；

所述含氧的過渡金屬源選自二氧化錳或碳酸錳、氫氧化鎳、氧化鎳、碳酸鎳或者納米級(jí)二氧化鈦；

和/或，所述鈉源的摩爾數(shù)為0.0102~0.0153 mol；

和/或，所述含氧的過渡金屬源的摩爾數(shù)為0.0205或0.0267mol；

和/或，所述熔鹽的摩爾數(shù)與所述含氧的過渡金屬源的總摩爾數(shù)之比為1：3；

和/或，所述熔鹽的摩爾數(shù)為0.01 mol；

和/或，所述P2型Na_2/3MeO₂為Na_2/3Ni_1/3Mn_2/3O₂，O3型NaMeO₂為NaNi_1/3Mn_1/2Ti_1/6O₂；

和/或，當(dāng)所述過渡金屬氧化物材料為P2型時(shí)，所述過渡金屬氧化物材料的制備方法中的原料由碳酸鈉、二氧化錳、氫氧化鎳和鉬酸鈉組成；

當(dāng)所述過渡金屬氧化物材料為O3型時(shí)，所述過渡金屬氧化物材料的制備方法的原料由碳酸鈉Na₂CO₃、二氧化錳、氫氧化鎳、納米二氧化鈦和鉬酸鈉組成。

4.如權(quán)利要求2所述的過渡金屬氧化物材料的制備方法，其特征在于，

所述摻雜的金屬元素N的原料來源為納米級(jí)材料；

和/或，所述摻雜的金屬元素N的摩爾數(shù)為0.00167或0.005mol；

和/或，當(dāng)Me選自過渡金屬中的兩種且摻雜金屬元素N時(shí)，制得所述過渡金屬氧化物材料用化學(xué)通式Na_x(T_yM_zN_1-y-z)O₂表示；其中，T、M分別為過渡金屬元素Me中的一種；

其中，x是指鈉元素的摩爾數(shù)相對(duì)于T、M和N的總摩爾數(shù)之比，x的取值范圍是：1/3≤x≤1；

y是指T元素的摩爾數(shù)相對(duì)于T、M和N的總摩爾數(shù)之比，y的取值范圍是：1/6≤y≤1/3；

z是指M元素摩爾數(shù)相對(duì)于T、M和N的總摩爾數(shù)之比，z的取值范圍是：1/9≤z≤2/3。