[发明专利]一种含有Mg、Cu、Mn的氧化物材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种含有Mg、Cu、Mn的氧化物材料，其特征在于，所述氧化物材料的化学通式为：Na_(0.8+α)Mg_xCu_yM_(1-x-y-z)Mn_zO_2+β；M为对过渡金属位进行掺杂取代的元素，具体包括Fe³⁺，Zn²⁺，Ni²⁺，Li⁺，Al³⁺，B³⁺，Ti⁴⁺中的一种或多种；化学通式中过渡金属元素Mn的化合价为+4价；α,x,y,z,β分别为对应元素所占的摩尔百分比；α,x,y,z,β之间的关系满足(0.8+α)+2x+2y+4z+m(1-x-y-z)＝2(2+β)且0≤(1-x-y-z)；0.02≤α≤0.2；x0；y0；z0；-0.02≤β≤0.02；m为所述M的化合价态，1≤m≤4；所述氧化物材料为O3相层状氧化物材料，空间群为

所述氧化物材料用于钠离子二次电池的正极活性材料；在充放电过程中,+4价的Mn不变价,用以稳定材料结构，通过Mg²⁺离子活化二价到三价铜变价，提高首周充电容量。

2.一种上述权利要求1所述的含有Mg、Cu、Mn的氧化物材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为固相法，包括：

将所需化学计量100wt％～108wt％的碳酸钠、氧化铜、二氧化锰、氧化镁和M的氧化物按比例混合成前驱体；其中，M为对过渡金属位进行掺杂取代的元素，具体包括Fe³⁺，Zn²⁺，Ni²⁺，Li⁺，Al³⁺，B³⁺，Ti⁴⁺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700℃～1000℃的空气气氛中热处理2～24小时；

将热处理后的前驱体粉末进行研磨，得到所述含有Mg、Cu、Mn的氧化物材料。

3.一种钠离子二次电池的正极极片，其特征在于，所述正极极片包括：集流体、涂覆于所述集流体之上的导电添加剂、粘结剂和上述权利要求1所述的含有Mg、Cu、Mn的氧化物材料。

4.一种包括上述权利要求3所述的正极极片的钠离子二次电池。

5.一种如上述权利要求4所述的钠离子二次电池的用途，其特征在于，所述钠离子二次电池用于太阳能发电、风力发电、智能电网调峰、分布电站、后备电源或通信基站的大规模储能设备。