[發(fā)明專(zhuān)利]用于合成β”-氧化鋁陶瓷的Na前驅(qū)粉漿料和Li前驅(qū)粉漿料的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210537623.3
• 申請(qǐng)日: 2012-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103121835A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯肖瑞;顧中華;劉宇;茅雁;周日生;祝銘
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海電氣鈉硫儲(chǔ)能技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/10
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/10;C04B35/626
• 代理公司: 上海兆豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(有限合伙) 31241
• 代理人: 黃美英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儲(chǔ)能領(lǐng)域的用于合成β”-氧化鋁陶瓷的Na前驅(qū)粉漿料和Li前驅(qū)粉漿料的制備方法

背景技術(shù)

β”-氧化鋁陶瓷是鈉硫儲(chǔ)能電池以及其它多種電化學(xué)器件的核心組成部分，大量研究表明原料粉體經(jīng)初步加工處理得到的前驅(qū)粉體對(duì)最終β”-氧化鋁陶瓷的性能有著重要的影響。

β”-氧化鋁陶瓷制備的基礎(chǔ)是制備粒徑分布均勻且活性較高的β”-氧化鋁前驅(qū)粉體，即以Al源、Na源和Li源為原料，經(jīng)高溫固相反應(yīng)，合成出Na前驅(qū)粉和Li前驅(qū)粉。Na前驅(qū)粉和Li前驅(qū)粉制備的基礎(chǔ)在于β”-氧化鋁前驅(qū)粉漿料的制備。β”-氧化鋁前驅(qū)粉漿料的制備的過(guò)程中，作為Al源α-Al₂O₃，由于其比表面積較高，吸水性嚴(yán)重，造成了制備高固含量且流動(dòng)性好的Na前驅(qū)粉漿料或Li前驅(qū)粉漿料難度很大。同時(shí)Na源和Li源在去離子水中溶解度不高，容易造成β”-氧化鋁前驅(qū)粉漿料中發(fā)生混料不均勻，成分偏析。

在申請(qǐng)日為2010年04月29日，申請(qǐng)?zhí)枮?01010166419.6，名稱(chēng)為水為介質(zhì)的噴霧干燥制備β”-Al₂O₃前驅(qū)粉體的方法的專(zhuān)利申請(qǐng)中，以聚丙烯酰胺為分散劑制備用于合成β”-Al₂O₃陶瓷的Na前驅(qū)粉漿料，Na前驅(qū)粉漿料的粘度高達(dá)1462MPa·S，固含量均在35wt.%以下，增加了后續(xù)干燥的成本。同時(shí)，Na前驅(qū)粉漿料中粉體的粒徑關(guān)于體積的分布函數(shù)顯示Na前驅(qū)粉漿料中存在大量粒徑在10～100μm的粉體，如圖1所示。這使得Na前驅(qū)粉漿料中的成分均勻性下降。同時(shí)30天后Na前驅(qū)粉漿料發(fā)生了明顯的分層，另外一方面，以聚丙烯酰胺為分散劑，引入了N雜質(zhì)原子，影響了β”-氧化鋁陶瓷的使用性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了用于合成β”-氧化鋁陶瓷的Na前驅(qū)粉漿料的制備方法，其在提高Na前驅(qū)粉漿料固含量和穩(wěn)定性的前提下，使Na前驅(qū)粉漿料的粘度顯著降低，成分均勻性提高。本發(fā)明還提供了用于合成β”-氧化鋁陶瓷的Li前驅(qū)粉漿料的制備方法，其在提高Li前驅(qū)粉漿料固含量和穩(wěn)定性的前提下，使Li前驅(qū)粉漿料的粘度顯著降低，成分均勻性提高。

實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是：用于合成β”-氧化鋁陶瓷的Na前驅(qū)粉漿料的制備方法，包括下列步驟：

配料步驟：以合成β”-氧化鋁所需的Na源和Al源為原料，按Na₂O/Al₂O₃質(zhì)量比為7.4～13.2比100進(jìn)行配料，得到Na原料粉體；

球磨步驟：以去離子水為球磨介質(zhì)對(duì)Na原料粉體進(jìn)行球磨混合，并在球磨混合的同時(shí)加入水溶性聚電解質(zhì)，得到Na前驅(qū)粉漿料，球磨混合中，Na原料粉體與去離子水的質(zhì)量比為0.5～1：1，水溶性聚電解質(zhì)的量大于0，小于等于Na原料粉體質(zhì)量的2.5%。

進(jìn)一步的，所述Al源為α-Al₂O₃，所述Na源選自NaOH、Na₂C₂O₄和Na₂CO₃中的至少一種。

進(jìn)一步的，所述水溶性聚電解質(zhì)為水溶性聚丙烯酸型聚電解質(zhì)。

再進(jìn)一步的，所述水溶性聚丙烯酸型聚電解質(zhì)選自聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸中的至少一種。

再進(jìn)一步的，球磨步驟中球磨混合的時(shí)間為4～24h。

實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是：用于合成β”-氧化鋁陶瓷的Li前驅(qū)粉漿料的制備方法，包括下列步驟：

配料步驟：以合成β”-氧化鋁所需的Li源和Al源為原料，按Li₂O/Al₂O₃質(zhì)量比為4.7～12.6比100進(jìn)行配料，得到Li原料粉體；

球磨步驟：以去離子水為球磨介質(zhì)對(duì)Li原料粉體進(jìn)行球磨混合，并在球磨混合的同時(shí)加入水溶性聚電解質(zhì)，得到Li前驅(qū)粉漿料，球磨混合中，Li原料粉體與去離子水的質(zhì)量比為0.5～1：1，水溶性聚電解質(zhì)的量大于0，小于等于Li原料粉體質(zhì)量的2.5%。

進(jìn)一步的，所述Al源為α-Al₂O₃，所述Li源選自Li?OH、Li₂C₂O₄和Li₂CO₃中的至少一種。

進(jìn)一步的，所述水溶性聚電解質(zhì)為水溶性聚丙烯酸型聚電解質(zhì)。