[發明專利]一種層狀過渡金屬氧化物正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210298760.X
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114725364A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 歐星;秦浩哲;明磊;張寶
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/66
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種層狀過渡金屬氧化物正極材料及其制備方法，其特征在于，所述過渡金屬氧化物的分子式為Na_2/3TMO₂，其中TM為Mg、Mn、Ti、Cu、Co、Ni、Li、Fe中的兩種或多種元素。

2.一種層狀過渡金屬氧化物正極材料及其制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將石墨烯分散于水溶液中，超聲處理一定時間后得石墨烯分散液；將過渡金屬鹽或者氧化物分散于上述石墨烯分散液中，加入有機配體，充分混合均勻后加入聚四氟乙烯內襯中，進行水熱反應一定時間后，取出離心洗滌干燥即得石墨烯復合的過渡金屬MOF前驅體。

(2)將(1)中所得的MOF前驅體與鈉氧化物、其他金屬氧化物進行球磨混合，混合均勻后進行高溫煅燒反應，即得最終產物。

3.根據權利要求2所述的一種層狀過渡金屬氧化物正極材料及其制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述過渡金屬鹽為乙酸鹽、硝酸鹽；氧化物為TiO₂、MnO₂。

4.根據權利要求2所述的一種層狀過渡金屬氧化物正極材料及其制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述有機配體為對苯二甲酸、2,5-二羥基對苯二甲酸。

5.根據權利要求2所述的一種層狀過渡金屬氧化物正極材料及其制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述石墨烯與過渡金屬鹽或者氧化物的質量比為5-10wt％。所述過渡金屬鹽或者氧化物與有機配體的摩爾比為1:1-1:5。

6.根據權利要求2所述的一種層狀過渡金屬氧化物正極材料及其制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述水熱反應溫度為100-160℃，反應時間為12-48h。

7.根據權利要求2所述的一種層狀過渡金屬氧化物正極材料及其制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述鈉氧化物為氧化鈉；其他金屬氧化物為MgO、CuO、CoO、NiO、Li₂O、Fe₂O₃中的一種或幾種。

8.根據權利要求2所述的一種層狀過渡金屬氧化物正極材料及其制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述MOF前驅體和其他過渡金屬氧化物的摩爾比之和：鈉氧化物為3:2(摩爾比)。

9.根據權利要求2所述的一種層狀過渡金屬氧化物正極材料及其制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述煅燒溫度為700-900℃，煅燒時間為6-20h。