[發(fā)明專(zhuān)利]燒制二次電池活性材料的匣缽及利用該匣缽制造二次電池活性材料的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880063115.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111148957A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸永敏;金佑澤;金賢友;黃淳徹;梁忠模;樸允澈;鄭淇榮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社POSCO;浦項(xiàng)產(chǎn)業(yè)科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): F27D5/00
• 分類(lèi)號(hào): F27D5/00;C04B35/66;C04B35/185
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;蘇虹

本發(fā)明涉及一種用于對(duì)包含二次電池用活性材料的被燒制物體進(jìn)行燒制的匣缽。該匣缽包括從其側(cè)壁的上部凹進(jìn)以使該側(cè)壁的一部分敞開(kāi)的凹口部分，其中該凹口部分的面積與該側(cè)壁的面積的比率為30％至70％，并且匣缽的側(cè)壁與匣缽的下表面接觸處的邊緣由圓化部分構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，作為正極活性材料燒制過(guò)程期間所產(chǎn)生的反應(yīng)副產(chǎn)物的二氧化碳可以從匣缽順暢地排出，并且二氧化碳的這種順暢排出可以降低正極活性材料的殘留鋰濃度，并且因此可以提高正極活性材料漿料的分散性且還提高電池的容量。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及用于燒制二次電池活性材料的匣缽以及用于利用該匣缽制造二次電池活性材料的方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著諸如移動(dòng)電話(huà)、筆記本電腦等的緊湊型電子設(shè)備的迅速擴(kuò)展、以及車(chē)輛電池的市場(chǎng)的擴(kuò)展，對(duì)非水性電解質(zhì)二次電池、特別是鋰二次電池的需求迅速增長(zhǎng)。

由于鋰二次電池具有高能量密度、優(yōu)異的輸出特性并且鋰二次電池可以被制成為輕質(zhì)的，因此鋰二次電池被廣泛用作移動(dòng)通信設(shè)備、混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛、家用電器用的能量存儲(chǔ)裝置、或類(lèi)似物。因此，在正極活性材料——鋰二次電池的電極材料——的工業(yè)生產(chǎn)中，需要以一定的品質(zhì)來(lái)批量生產(chǎn)高品質(zhì)的鋰二次電池的電極材料。

鋰二次電池的核心材料被分類(lèi)為正極、負(fù)極、電解質(zhì)和隔膜。市場(chǎng)上可獲得的鋰二次電池的正極材料可以包括LiCoO₂或者鎳鈷錳(NCM)基的正極活性材料。這種正極活性材料可以通過(guò)將包含化合物和過(guò)渡金屬化合物的原料送入到作為燒制容器的匣缽中并且根據(jù)原料的類(lèi)型以溫度范圍在400℃到1100℃中的一溫度對(duì)該原料進(jìn)行燒制來(lái)制備。

作為與用于對(duì)燒制過(guò)程期間所使用的二次電池用活性材料進(jìn)行燒制的匣缽有關(guān)的相關(guān)文獻(xiàn)，可以公開(kāi)專(zhuān)利文獻(xiàn)1至3。專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了通過(guò)限制待送入到燒制爐中的原料的組成、燒制期間的溫度范圍、燒制時(shí)間等來(lái)制造鋰二次電池用的正極材料的方法，并且專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了在鋰鎳復(fù)合氧化物的制造方法中燒制時(shí)間與燒制原料的填充量之間的關(guān)系。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)3公開(kāi)了用于通過(guò)在以氧化鋁為主要原料所形成的匣缽的表面上涂覆氧化鋯來(lái)減少被燒制物體的特性變化的技術(shù)。

同時(shí)，在燒制過(guò)程中，產(chǎn)生了二氧化碳作為反應(yīng)副產(chǎn)物，并且特別地，匣缽中存留的二氧化碳可以與正極活性材料的表面上的氧化鋰反應(yīng)而形成碳酸鋰，從而引起比如降低電池容量的問(wèn)題。然而，專(zhuān)利文獻(xiàn)1至3涉及燒制過(guò)程的條件，并且存在無(wú)法解決由于燒制過(guò)程中產(chǎn)生為反應(yīng)副產(chǎn)物的二氧化碳而導(dǎo)致的電池性能劣化的問(wèn)題。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)日本注冊(cè)專(zhuān)利No.4592931

(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)日本注冊(cè)專(zhuān)利No.5534657

(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)韓國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利No.10-1999-0049188

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題

本公開(kāi)的一方面在于提供一種具有下述結(jié)構(gòu)的用于燒制二次電池活性材料的匣缽：該結(jié)構(gòu)能夠在燒制過(guò)程中將氣氛氣體順暢地分布在匣缽中并且還將作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的二氧化碳順暢地排出。

另外，本公開(kāi)的一方面在于提供一種用于利用該匣缽制造二次電池用活性材料的方法。

技術(shù)方案

根據(jù)本公開(kāi)的一方面，在用于對(duì)包含二次電池用活性材料的被燒制物體進(jìn)行燒制的匣缽中，該匣缽包括凹口部分，該凹口部分從匣缽的側(cè)壁的上部凹進(jìn)以使該側(cè)壁的一部分敞開(kāi)，其中該凹口部分的面積與該側(cè)壁的面積的比率為30％至70％，并且匣缽的側(cè)壁與匣缽的下表面接觸處的邊緣由圓化部分構(gòu)成。

圓化部分的曲率半徑可以大于等于25mm。

凹口部分距匣缽的上表面的深度可以為60％至90％。