[发明专利]一种铝掺杂层状氧化物材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种铝掺杂层状氧化物材料，其特征在于，其化学通式记为：Na_xLi_aFe_bAl_cMn_dO₂，其中，各元素的摩尔百分比范围为0.6≤x≤0.7，0.1≤a≤0.2，0.15≤b≤0.2，0＜c≤0.14，0.57≤d≤0.67。

2.根据权利要求1所述的铝掺杂层状氧化物材料，其特征在于，所述铝掺杂层状氧化物材料由包括Na源、Fe源、Li源、Al源、Mn源的原料经溶胶凝胶法制备得到层状氧化物材料的前驱体，再对所述前驱体进行烧结得到。

优选地，所述Na源可以为NaNO₃、NaCH₃COO、Na₂CO₃中的至少一种。

优选地，所述Fe源可以为Fe(NO₃)₃·9H₂O、Fe(OH)(CH₃COO)₂中的至少一种。

优选地，所述Li源可以为LiCH₃COO、LiNO₃中的至少一种。

优选地，所述Al源可以为Al(NO₃)₃·9H₂O、(CH₃COO)₃Al中的至少一种。

优选地，所述Mn源可以为Mn(CH₃COO)₂·4H₂O、Mn(NO₃)₂中的至少一种。

优选地，所述铝掺杂层状氧化物材料可以为Na_0.67Li_0.15Fe_0.18Al_0.08Mn_0.59O₂、Na_0.67Li_0.15Fe_0.18Al_0.1Mn_0.57O₂、Na_0.67Li_0.15Fe_0.18Al_0.12Mn_0.55O₂。

3.权利要求1或2所述的铝掺杂层状氧化物材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

以Na源、Fe源、Li源、Al源和Mn源为原料，采用溶胶凝胶法，得到层状氧化物材料的前驱体，再对所述前驱体进行烧结，得到所述铝掺杂层状氧化物材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述Na源、Fe源、Li源、Al源和Mn源按照Na：Fe：Li：Al：Mn的摩尔比＝x：a：b：c：d称重；其中，x、a、b、c、d具有如权利要求1所述的范围。

优选地，所述溶胶凝胶法还包括向原料中加入络合剂。优选地，所述络合剂可以为柠檬酸、蔗糖等中的至少一种。

优选地，所述铝掺杂层状氧化物材料中金属离子总的摩尔用量与络合剂的摩尔用量之比为1:1～1:2。

优选地，所述烧结处理为采用二级煅烧处理，一级煅烧温度为300～500℃；一级煅烧时间为3～8h；

二级煅烧温度为700～1200℃；二级煅烧时间为8～15h。