CN117438568A - 一种层状氧化物材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种层状氧化物材料及其制备方法。本发明通过以聚多巴胺所形成的包覆层包覆于钠离子层状氧化物基体表面，通过聚多巴胺官能团的强极性还可显著提高基体材料和骨架之间的稳定性，改善材料的克容量、导电性和空气稳定性，同时提高材料颗粒之间的电导率，大幅度增强材料的循环能力并提高其使用寿命。除此以外，聚多巴胺包覆金属颗粒表面掺杂使其在电池正极材料表面形成导电的树状网络与掺氮位点，增加钠离子电池正极材料界面上的离子迁移运动能力，大幅度提高材料的电导率，为材料释放更多克容量提供介质基础；同时利用金属颗粒及聚多巴胺的还原性在包覆层表面形成纳米级金属点位，进一步提高颗粒界面导电率，降低离子电子迁移阻抗。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域，涉及一种层状氧化物材料及其制备方法，特别涉及一种低电阻率的层状氧化物材料及其制备方法。
背景技术
随着环境污染与能源枯竭的愈演愈烈，可再生可发展的清洁能源就成了全球各国的首选，其中较为突出的属势能、风能、太阳能。而与之相配的电池能源可以说决定了其今后的发展空间，是其中极其重要的一环。在电池领域中，现阶段处于一超多强的形势，锂离子电池由于自身工作电压高、体积小、能量密度高及无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，在竞争激烈的电池领域率先拔得头筹，但是，因为锂资源有限且提取成本高，使得锂离子电池成本升高，无法满足大规模应用的低成本需求；而与其处于同一主族的元素钠与锂具有非常相似的物理和化学性质，并且钠在地球上的丰度比锂要高，成本较低，所以发展钠离子二次电池作为大规模储能设备成为一个比较好的选择。
在目前已报道的钠离子正极材料中，层状氧化物因其低廉的成本，较高的理论克容量，较高的首周效率，以及种类繁多的可适配改良方法，是钠电产业最具发展前景与潜力同样也是最有希望能实现大规模量产的钠电正极材料。但是此类材料在循环稳定性，结构稳定性，空气稳定性方面存在一定的短板，前二者为缺少有效的结构支撑以应对在循环过程中钠离子反复脱嵌所产生的结构应力，而致使循环过程中易产生结构垮塌形变，而进一步导致后续效率及克容量迅速衰减，后者因为本体中的活性钠对潮湿空气的敏感程度较高，极易与空气中的二氧化碳、水分反应生成对后段工序危害极大的残碱。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中层状氧化物材料所存在的导电性能不佳、循环稳定性、结构稳定性和空气稳定性欠缺的问题，从而提供了一种低电阻率的层状氧化物材料及其制备方法，通过采用聚多巴胺对氧化物基体进行包覆，再以含氮有机框架作为支撑结构，形成碳包覆氮掺杂结构，N-C结构配聚物所具有的高导电率及形貌优势使得其可以在电池正极形成导电的树状网络与掺氮位点，增加钠离子电池正极内部及表面的离子迁移运动能力，可有效解决表面包覆正极材料的导电性能不佳、稳定性差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案得以实现的。
本发明第一方面提供了一种层状氧化物材料，包括氧化物基体，含氮有机框架、位于所述氧化物基体和所述含氮有机框架之间的包覆层，所述氧化物基体的化学式为：NaαCuaFebMncMdOβ；所述M选自过渡金属元素中的一种或多种；其中0.44＜α≤1，0＜a≤1，0＜b≤1，0＜c≤1，0≤d≤0.5，1.9≤β≤2.1。
应理解的是，在无特别说明的情况下，本发明上下文中所述α、a、b、c、d、β等代表层状氧化物材料中各元素的物质的量的相对比例，例如当α＝0.9，a＝0.2，b＝0.4，c＝0.3，d＝0.1，β＝2时，所述氧化物基体分子式即为Na0.9Cu0.2Fe0.4Mn0.3M0.1O2。
作为优选地，所述包覆层包含聚多巴胺。
作为优选地，所述含氮有机框架选自三(4-氨基苯基)胺、氮掺环糊精、三聚氰胺中的一种或多种。
作为优选地，所述氧化物基体、含氮有机框架、聚多巴胺的质量比为10：0.5-3：0.1-0.5。
作为优选地，所述包覆层的厚度为0.01-1μm。
作为优选地，所述基体分子式中M选自Ni，Mg，Zn，Co，Ca，Ba，Sr，Al，Cr，Co，V，中的一种或多种。
作为优选地，所述包覆层表面还掺杂有金属颗粒。
作为优选地，所述金属颗粒选自Cu、Fe、Al、W、Ag、Au、Pt中的一种或多种；更优选地，所述金属颗粒选自Cu、W、Ag中的一种或多种；最优选地，所述金属颗粒选自Ag。
作为优选地，所述包覆层中聚多巴胺与金属颗粒的质量比为1：0.2-10。
作为优选地，所述氧化物基体的粒径为1.5-5μm。
作为优选地，所述层状氧化物材料30MPa时的电阻率为1-5×105KΩ·cm。
本发明第二方面提供了上述层状氧化物材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将氧化物基体粉末分散于多巴胺缓冲溶液中，震荡混合均匀；
(2)将步骤(1)混匀后的样品高速离心，弃上清取下层悬浊液进行抽滤，随后进行洗涤，得到聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体并进行干燥处理；
(3)将含氮有机框架材料溶解于溶剂中得到含氮有机框架材料溶液，随后将前述步骤得到的产物缓慢加入至含氮有机框架材料溶液中，待溶液澄清后于低温静置处理，随后离心弃上清，取下层悬浊液进行洗涤和抽滤处理；随后冷冻干燥处理后进行高温烧结固化，即得。
作为优选地，步骤(1)中所述氧化物基体通过如下步骤制备得到：
(a)将原材料按照所需的化学计量比混合形成前驱体；
(b)采用球磨的方法将前驱体混合均匀后得到前驱体粉末；
(c)将前驱体粉末置于马弗炉中，于空气气氛下进行加热处理；
(d)将加热处理后的前驱体粉末进行研磨，即得。
应理解的是，在无特别说明的情况下，本发明上下文中所述的氧化物基体均为本领域常见的钠离子氧化物类型，并可采用本领域的常规方法进行氧化物基体的制备；本领域技术人员可根据实际需求和制备条件对氧化物基体的类型、其中的金属元素、制备方法进行适应性调整。为了便于更好地理解本发明的发明构思，本发明采用钠离子氧化物基体材料，特别是包含有铁、锰、铜等金属元素的钠离子层状氧化物材料，相应地，在进行原材料选择时，可选择包含上述各元素的化合物，例如金属盐、金属氧化物等，只要能够实现层状氧化物材料的制备即可。
作为优选地，步骤(1)中所述多巴胺缓冲溶液的pH值为7-9。
作为优选地，步骤(1)中所述震荡选自超声波震荡、机械震荡中的一种或多种；更优选地，所述震荡由超声波震荡和机械震荡依次进行；最优选地，所述震荡具体为：超声波震荡10min，机械震荡1h，交替重复4次。
作为优选地，步骤(2)中所述高速离心的转速为15000rpm，时间为10min。
作为优选地，步骤(2)中所述抽滤的孔径为0.22μm。
作为优选地，步骤(2)中所述洗涤具体为：采用超纯水超声震荡洗涤后，再采用无水乙醇进行洗涤；更优选地，所述洗涤具体为：采用超纯水超声震荡洗涤5min，重复抽滤、超声震荡洗涤步骤3次，再采用含水量＜500ppm的无水乙醇进行洗涤。
作为优选地，步骤(2)中所述干燥处理的温度为50-60℃。
作为优选地，在步骤(2)后任选地可对聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体进行金属颗粒的掺杂，具体包括如下步骤：将金属颗粒源配置成溶液后，缓慢滴加于聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体上，再加入葡萄糖溶液，水浴搅拌混合均匀后进行抽滤和洗涤，将得到的固体物质进行干燥，即得由表面掺杂有金属颗粒的聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体。
作为优选地，所述金属颗粒源中的金属元素与氧化物基体粉末中的Na摩尔比为0.005-0.05：1。
作为优选地，所述滴加的时间不超过10min。
作为优选地，所述葡萄糖溶液与金属颗粒源源的摩尔比为1：1。
作为优选地，所述水浴的温度为65℃，搅拌时间为4h。
作为优选地，所述抽滤和洗涤具体为：抽滤后采用超纯水超声震荡洗涤后，再采用无水乙醇进行洗涤；更优选地，所述抽滤和洗涤具体为：抽滤后采用超纯水超声震荡洗涤5min，重复抽滤、超声震荡洗涤步骤3次，再采用含水量＜500ppm的无水乙醇进行洗涤。
作为优选地，所述干燥的温度为55℃。
作为优选地，步骤(3)中所述溶剂选自丙酮、乙醇、乙二醇中的一种或多种。
作为优选地，步骤(3)中所述含氮有机框架材料与溶剂的质量比为1：2。
作为优选地，步骤(3)中所述溶剂的温度为65-70℃。
作为优选地，步骤(3)中所述低温静置处理的温度为1-6℃，时间为4-6h。
作为优选地，步骤(3)中所述离心的转速为2000rpm，时间为2min。
作为优选地，步骤(3)中所述洗涤具体为：采用无水乙醇进行洗涤。
作为优选地，步骤(3)中所述烧结的温度为250-400℃，时间为1-5h。
本发明通过以聚多巴胺所形成的包覆层包覆于钠离子层状氧化物基体表面，同时以COFs为骨架加强其结构支撑，形成碳包覆和氮掺杂的结构，N-C结构配聚物所具有的高导电率及形貌优势不仅能适应体积变化、提高体系导电率，还可以起到阻隔大部分空气，保护材料中活性钠。通过聚多巴胺官能团的强极性还可显著提高基体材料和骨架之间的稳定性，改善材料的克容量、导电性和空气稳定性，同时提高材料颗粒之间的电子电导率，大幅度增强材料的循环能力并提高其使用寿命。
除此以外，聚多巴胺包覆金属颗粒表面掺杂使其在电池正极材料表面形成导电的树状网络与掺氮位点，增加钠离子电池正极材料界面上的离子迁移运动能力，大幅度提高材料的电导率，为材料释放更多克容量提供介质基础；同时利用金属颗粒及聚多巴胺的还原性在包覆层表面形成纳米级金属点位，进一步提高颗粒界面导电率，降低离子电子迁移阻抗，同时起到一部分支撑结构的作用，有效解决表面包覆正极材料的导电性能不佳、稳定性差的问题。
附图说明
图1为实施例1层状氧化物材料的SEM图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种层状氧化物材料，其制备方法包括如下步骤：
(1)将10g氧化物基体粉末Na0.95Cu0.2Fe0.3Mn0.4Mg0.1O2分散于500mL浓度为20％、pH为8的多巴胺缓冲溶液中，超声波震荡10min，机械震荡1h，交替重复4次混合均匀。
(2)将步骤(1)混匀后的样品于15000rpm高速离心10min，弃上清，取下层悬浊液采用孔径为0.22μm的有机系滤膜进行抽滤，随后加入超纯水超声震荡洗涤5min，重复上述抽滤和洗涤过程3次后，采用含水量＜500ppm的无水乙醇进行洗涤，得到聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体，并于55℃进行干燥处理。
(3)将硝酸银配置成硝酸银溶液，缓慢滴加于聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体上，其中氧化物基体粉末中Na与该硝酸银中Ag摩尔比为1：0.04；再加入葡萄糖溶液，其中Ag与葡萄糖的摩尔比为1：1；65℃水浴条件下机械搅拌混合4h，抽滤后加入超纯水超声震荡洗涤5min，重复上述抽滤和洗涤过程3次后，采用含水量＜500ppm的无水乙醇进行洗涤，将得到的固体物质于55℃进行干燥，即得表面掺杂有Ag颗粒的聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体。
(4)将三聚氰胺溶解于温度为68℃的乙二醇中得到三聚氰胺溶液，其中三聚氰胺与乙二醇的质量比为1：2；随后将步骤(3)由表面掺杂有Ag颗粒的聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体缓慢加入至250mL三聚氰胺溶液中，待溶液澄清后于4℃低温静置处理5h，随后2000rpm离心弃上清，取下层悬浊液进行洗涤和抽滤处理，重复上述离心、洗涤和抽滤过程3次；随后冷冻干燥处理后置于马弗炉中320℃下进行高温烧结3h，即得Na0.95Cu0.2Fe0.3Mn0.4Mg0.1O2，其SEM图如图1所示。
实施例2
一种层状氧化物材料，其制备方法包括如下步骤：
(1)将10g氧化物基体粉末Na0.95Cu0.2Fe0.3Mn0.4Mg0.1O2分散于500mL浓度为20％、pH为8的多巴胺缓冲溶液中，超声波震荡10min，机械震荡1h，交替重复4次混合均匀。
(2)将步骤(1)混匀后的样品于15000rpm高速离心10min，弃上清，取下层悬浊液采用孔径为0.22μm的有机系滤膜进行抽滤，随后加入超纯水超声震荡洗涤5min，重复上述抽滤和洗涤过程3次后，采用含水量＜500ppm的无水乙醇进行洗涤，得到聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体，并于55℃进行干燥处理。
(3)将硝酸银配置成硝酸银溶液，缓慢滴加于聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体上，其中氧化物基体粉末中Na与该硝酸银中Ag摩尔比为1：0.04；再加入葡萄糖溶液，其中Ag与葡萄糖的摩尔比为1：1；65℃水浴条件下机械搅拌混合4h，抽滤后加入超纯水超声震荡洗涤5min，重复上述抽滤和洗涤过程3次后，采用含水量＜500ppm的无水乙醇进行洗涤，将得到的固体物质于55℃进行干燥，即得表面掺杂有Ag颗粒的聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体。
(4)将三(4-氨基苯基)胺溶解于温度为68℃的乙二醇中得到三(4-氨基苯基)胺溶液，其中三(4-氨基苯基)胺与乙二醇的质量比为1：2；随后将步骤(3)由表面掺杂有Ag颗粒的聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体缓慢加入至250mL三(4-氨基苯基)胺溶液中，待溶液澄清后于4℃低温静置处理5h，随后2000rpm离心弃上清，取下层悬浊液进行洗涤和抽滤处理，重复上述离心、洗涤和抽滤过程3次；随后冷冻干燥处理后置于马弗炉中320℃下进行高温烧结3h，即得Na0.95Cu0.2Fe0.3Mn0.4Mg0.1O2。
实施例3
一种层状氧化物材料，其制备方法包括如下步骤：
(1)将10g氧化物基体粉末Na0.95Cu0.2Fe0.3Mn0.4Mg0.1O2分散于500mL浓度为20％、pH为8的多巴胺缓冲溶液中，超声波震荡10min，机械震荡1h，交替重复4次混合均匀。
(2)将步骤(1)混匀后的样品于15000rpm高速离心10min，弃上清，取下层悬浊液采用孔径为0.22μm的有机系滤膜进行抽滤，随后加入超纯水超声震荡洗涤5min，重复上述抽滤和洗涤过程3次后，采用含水量＜500ppm的无水乙醇进行洗涤，得到聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体，并于55℃进行干燥处理。
(3)将硝酸银配置成硝酸银溶液，缓慢滴加于聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体上，其中氧化物基体粉末中Na与该硝酸银中Ag摩尔比为1：0.01；再加入葡萄糖溶液，其中Ag与葡萄糖的摩尔比为1：1；65℃水浴条件下机械搅拌混合4h，抽滤后加入超纯水超声震荡洗涤5min，重复上述抽滤和洗涤过程3次后，采用含水量＜500ppm的无水乙醇进行洗涤，将得到的固体物质于55℃进行干燥，即得表面掺杂有Ag颗粒的聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体。
(4)将三聚氰胺溶解于温度为68℃的乙二醇中得到三聚氰胺溶液，其中三聚氰胺与乙二醇的质量比为1：2；随后将步骤(3)由表面掺杂有Ag颗粒的聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体缓慢加入至250mL三聚氰胺溶液中，待溶液澄清后于4℃低温静置处理5h，随后2000rpm离心弃上清，取下层悬浊液进行洗涤和抽滤处理，重复上述离心、洗涤和抽滤过程3次；随后冷冻干燥处理后置于马弗炉中320℃下进行高温烧结3h，即得Na0.95Cu0.2Fe0.3Mn0.4Mg0.1O2。
实施例4
一种层状氧化物材料，其制备方法包括如下步骤：
(1)将10g氧化物基体粉末Na0.95Cu0.2Fe0.3Mn0.4Mg0.1O2分散于500mL浓度为20％、pH为8的多巴胺缓冲溶液中，超声波震荡10min，机械震荡1h，交替重复4次混合均匀。
(2)将步骤(1)混匀后的样品于15000rpm高速离心10min，弃上清，取下层悬浊液采用孔径为0.22μm的有机系滤膜进行抽滤，随后加入超纯水超声震荡洗涤5min，重复上述抽滤和洗涤过程3次后，采用含水量＜500ppm的无水乙醇进行洗涤，得到聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体，并于55℃进行干燥处理。
(3)将三聚氰胺溶解于温度为68℃的乙二醇中得到三聚氰胺溶液，其中三聚氰胺与乙二醇的质量比为1：2；随后将步骤(2)干燥后的聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体缓慢加入至250mL三聚氰胺溶液中，待溶液澄清后于4℃低温静置处理5h，随后2000rpm离心弃上清，取下层悬浊液进行洗涤和抽滤处理，重复上述离心、洗涤和抽滤过程3次；随后冷冻干燥处理后置于马弗炉中320℃下进行高温烧结3h，即得Na0.95Cu0.2Fe0.3Mn0.4Mg0.1O2。
对比例1
一种层状氧化物材料，其制备方法包括如下步骤：
(1)将10g氧化物基体粉末Na0.95Cu0.2Fe0.3Mn0.4Mg0.1O2分散于500mL水中分散均匀，于15000rpm高速离心10min，弃上清，取下层悬浊液采用孔径为0.22μm的有机系滤膜进行抽滤，随后加入超纯水超声震荡洗涤5min，重复上述抽滤和洗涤过程3次后，采用含水量＜500ppm的无水乙醇进行洗涤，将得到的固体于55℃进行干燥处理。
(2)将三聚氰胺溶解于温度为68℃的乙二醇中得到三聚氰胺溶液，其中三聚氰胺与乙二醇的质量比为1：2；随后将步骤(1)干燥后得到的固体物质缓慢加入至250mL三聚氰胺溶液中，待溶液澄清后于4℃低温静置处理5h，随后2000rpm离心弃上清，取下层悬浊液进行洗涤和抽滤处理，重复上述离心、洗涤和抽滤过程3次；随后冷冻干燥处理后置于马弗炉中320℃下进行高温烧结3h，即得Na0.95Cu0.2Fe0.3Mn0.4Mg0.1O2。
对比例2
(1)将10g氧化物基体粉末Na0.95Cu0.2Fe0.3Mn0.4Mg0.1O2分散于500mL浓度为20％、pH为8的多巴胺缓冲溶液中，超声波震荡10min，机械震荡1h，交替重复4次混合均匀。
(2)将步骤(1)混匀后的样品于15000rpm高速离心10min，弃上清，取下层悬浊液采用孔径为0.22μm的有机系滤膜进行抽滤，随后加入超纯水超声震荡洗涤5min，重复上述抽滤和洗涤过程3次后，采用含水量＜500ppm的无水乙醇进行洗涤，得到聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体，并于55℃进行干燥处理。
(3)将硝酸银配置成硝酸银溶液，缓慢滴加于聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体上，其中氧化物基体粉末中Na与该硝酸银中Ag摩尔比为1：0.04；再加入葡萄糖溶液，其中Ag与葡萄糖的摩尔比为1：1；65℃水浴条件下机械搅拌混合4h，抽滤后加入超纯水超声震荡洗涤5min，重复上述抽滤和洗涤过程3次后，采用含水量＜500ppm的无水乙醇进行洗涤，将得到的固体物质于55℃进行干燥，即得表面掺杂有Ag颗粒的聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体。
(4)将步骤(3)由表面掺杂有Ag颗粒的聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体缓慢加入至250mL邻苯二酚水溶液中，边搅拌边缓慢加入与邻苯二酚的摩尔比为1：2的硼酸，待溶液澄清后于4℃低温静置处理5h，随后2000rpm离心弃上清，取下层悬浊液进行洗涤和抽滤处理，重复上述离心、洗涤和抽滤过程3次；随后冷冻干燥处理后置于马弗炉中320℃下进行高温烧结3h，即得Na0.95Cu0.2Fe0.3Mn0.4Mg0.1O2。
验证例1
分别取实施例1-4及对比例1-2制备得到的正极材料对其粒径(μm)和粉体电阻率(30MPa，×103KΩ·cm)进行检测；同时按照本领域的常规方法对实施例1-4及对比例1-2制备得到的正极材料进行复合正极片的制备，并将制备得到的复合正极片、负极片、电解液以及隔膜于充满氩气的手套箱中组装成CR2032纽扣电池。其中负极片为金属钠片，电解液的溶剂由碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙酯组成，三者的体积比为1：1：1，电解液的溶质为1M的NaPF6，隔膜型号为Celgard 2400。取制备获得的纽扣电池进行电化学性能(首周充电容量(0.1C，mAh/g)、容量保持率(50圈，％)测试，结果下表1所示。
表1实施例1-4及对比例1-2理化性质及电化学性能对比
结果显示，本发明实施例通过采用聚多巴胺对氧化物基体进行包覆，再以含氮有机框架作为支撑结构，形成碳包覆氮掺杂结构，N-C结构配聚物所具有的高导电率及形貌优势使得其可以在电池正极形成导电的树状网络与掺氮位点，增加钠离子电池正极内部及表面的离子迁移运动能力；而在对聚多巴胺包覆层采用特定金属颗粒进行掺杂后能够在包覆层表面形成纳米级金属位点，进一步提高颗粒界面导电率，降低离子电子迁移阻抗，同时起到一部分支撑结构的作用，可有效解决表面包覆正极材料的导电性能不佳、稳定性差的问题，其无论是电导率还是电化学性能相对于对比例均得到了显著提升。以上具体实施方式部分对本发明所涉及的分析方法进行了具体的介绍。应当注意的是，上述介绍仅是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明的方法及思路，而不是对相关内容的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员还可以对本发明进行适当的调整或修改，上述调整和修改也应当属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种层状氧化物材料，其特征在于，包括氧化物基体，含氮有机框架、位于所述氧化物基体和所述含氮有机框架之间的包覆层，所述氧化物基体的化学式为：NaαCuaFebMncMdOβ；所述M选自过渡金属元素中的一种或多种；其中0.44＜α≤1，0＜a≤1，0＜b≤1，0＜c≤1，0≤d≤0.5，1.9≤β≤2.1。
2.根据权利要求1所述的层状氧化物材料，其特征在于，所述包覆层包含聚多巴胺。
3.根据权利要求1所述的层状氧化物材料，其特征在于，所述含氮有机框架选自三(4-氨基苯基)胺、氮掺环糊精、三聚氰胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的层状氧化物材料，其特征在于，所述氧化物基体、含氮有机框架、聚多巴胺的质量比为10：0.2-1.2：0.05-0.2。
5.根据权利要求1所述的层状氧化物材料，其特征在于，所述包覆层的厚度为0.01-1μm。
6.根据权利要求1所述的层状氧化物材料，其特征在于，所述包覆层表面还掺杂有金属颗粒。
7.根据权利要求6所述的层状氧化物材料，其特征在于，所述金属颗粒选自Cu、Fe、Al、W、Ag、Au、Pt中的一种或多种。
8.根据权利要求1诉述的层状氧化物材料，其特征在于，所述包覆层中聚多巴胺与金属颗粒的质量比为1：0.05-1。
9.据权利要求1-8任一项所述的层状氧化物材料，其特征在于，所述层状氧化物材料30MPa时的电阻率为1-5×105KΩ·cm。
10.根据权利要求1-9任一项所述的层状氧化物材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将氧化物基体粉末分散于多巴胺缓冲溶液中，震荡混合均匀；
(2)将步骤(1)混匀后的样品高速离心，弃上清取下层悬浊液进行抽滤，随后进行洗涤，得到聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体并进行干燥处理；
(3)将含氮有机框架材料溶解于溶剂中得到含氮有机框架材料溶液，随后将前述步骤得到的产物缓慢加入至含氮有机框架材料溶液中，待溶液澄清后于低温静置处理，随后离心弃上清，取下层悬浊液进行洗涤和抽滤处理；随后冷冻干燥处理后进行高温烧结固化，即得。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)后任选地可对聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体进行金属颗粒的掺杂，具体包括如下步骤：将金属颗粒源配置成溶液后，缓慢滴加于聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体上，再加入葡萄糖溶液，水浴搅拌混合均匀后进行抽滤和洗涤，将得到的固体物质进行干燥，即得由表面掺杂有金属颗粒的聚多巴胺包覆层包覆的氧化物基体。
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