[發(fā)明專利]一種用于3D打印生產(chǎn)鈷酸鋰的混合料及其制備方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010095421.2
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN112142118B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙強(qiáng);魏進(jìn)超;楊本濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中冶長天國際工程有限責(zé)任公司
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00;H01M4/525;H01M10/0525;B33Y70/10
• 代理公司: 北京卓恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 徐樓;卜婷

本發(fā)明公開了一種用于3D打印生產(chǎn)鈷酸鋰的混合料及其制備方法和用途。本發(fā)明將3D打印成型技術(shù)與鈷酸鋰電池材料生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，為鈷酸鋰混合料的成型應(yīng)用提供新的技術(shù)途徑，同時(shí)鈷酸鋰混合料的高細(xì)度、高彈性、高活性，以及優(yōu)良的干燥性可滿足3D打印成型技術(shù)的原料要求，并保證打印出的鈷酸鋰生產(chǎn)原料具有優(yōu)異的均一性和穩(wěn)定性。本發(fā)明提出的制備方法簡易方便，利于工程化推廣應(yīng)用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池材料，具體涉及一種用于3D打印生產(chǎn)鈷酸鋰的混合料及其制備方法和用途，屬于鈷酸鋰電池材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)以來，3D打印技術(shù)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、建筑和制造等領(lǐng)域，以經(jīng)過特殊處理的原料作為3D打印機(jī)的“油墨”，通過電腦程序的精確控制，打印出不同結(jié)構(gòu)和形狀的產(chǎn)品或中間產(chǎn)品。3D打印技術(shù)在高溫、高壓及富粉塵等惡劣環(huán)境下的施工生產(chǎn)具有顯著的優(yōu)勢。全流程的電腦控制和機(jī)械化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的高效性和精確性，是未來電池材料行業(yè)整裝制造領(lǐng)域的發(fā)展趨勢之一。

鋰離子二次電池與傳統(tǒng)的二次電池如鎳氫電池、鎳鎘電池、鉛酸電池等相比較，具有能量密度高、功率密度大、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)及筆記本電腦的電源生產(chǎn)，成為新能源材料行業(yè)的研究重點(diǎn)。現(xiàn)階段鈷酸鋰的生產(chǎn)方法主要是固相法，將鈷和鋰的粉體原料，先通過球磨、高速攪拌等方式充分混合后，再通過高溫?zé)Y(jié)、粉碎、篩分、除鐵等工藝處理后得到最終鈷酸鋰產(chǎn)品的過程。其中鈷源材料主要包括四氧化三鈷、碳酸鈷、氫氧化鈷，鋰源材料主要包括碳酸鋰和氫氧化鋰。固相法在產(chǎn)業(yè)化中存在的問題主要是混料均勻性交叉、布料不均勻、透氣性不一致等不足，在后續(xù)的鈷酸鋰生產(chǎn)中容易出現(xiàn)產(chǎn)品均勻度偏差等問題。而3D打印技術(shù)采用精細(xì)的電腦控制程序，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工序的統(tǒng)一性、精確性；同時(shí)3D打印成型過程的同等擠壓力可保證混合料的均一性，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性與合格率。因此，有必要開發(fā)一種用于3D打印生產(chǎn)鈷酸鋰的混合料及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于3D打印生產(chǎn)鈷酸鋰的混合料及其制備方法和用途，將3D打印成型技術(shù)與鈷酸鋰電池材料生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，為鈷酸鋰混合料的成型應(yīng)用提供新的技術(shù)途徑，同時(shí)鈷酸鋰混合料的高細(xì)度、高彈性、高活性，以及優(yōu)良的干燥性可滿足3D打印成型技術(shù)的原料要求，并保證打印出的鈷酸鋰生產(chǎn)原料具有優(yōu)異的均一性和穩(wěn)定性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案具體如下：

根據(jù)本發(fā)明的第一種實(shí)施方案，提供一種用于3D打印生產(chǎn)鈷酸鋰的混合料，該混合料包含以下組分：碳酸鋰、含鈷化合物、二氧化鈦、三氧化鉬、二氧化鈰和纖維。

作為優(yōu)選，該混合料中各組分的含量為：

碳酸鋰：40-80重量份，優(yōu)選為50-70重量份，更優(yōu)選為55-65重量份。

含鈷化合物：20-60重量份，優(yōu)選為30-50重量份，更優(yōu)選為35-45重量份。

二氧化鈦：0.01-3重量份，優(yōu)選為0.03-2.5重量份，更優(yōu)選為0.05-1.5重量份。

三氧化鉬：0.01-3重量份，優(yōu)選為0.03-2重量份，更優(yōu)選為0.05-1.5重量份。

二氧化鈰：0.01-3重量份，優(yōu)選為0.03-2重量份，更優(yōu)選為0.05-1重量份。

纖維：0.01-3重量份，優(yōu)選為0.03-2.5重量份，更優(yōu)選為0.05-2重量份。

作為優(yōu)選，所述碳酸鋰為電池級碳酸鋰，碳酸鋰的百分含量≥99.3％，優(yōu)選為≥99.5％，更優(yōu)選為≥99.8％。

作為優(yōu)選，所述含鈷化合物選自四氧化三鈷、碳酸鈷、氫氧化鈷中的一種或多種。優(yōu)選為四氧化三鈷。