[發(fā)明專利]一種鋰離子電池正極材料生產(chǎn)用匣缽的修復(fù)材料及其修復(fù)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011418199.1
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112537967A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐從勝;戴吳月;朱二濤;胡剛剛;吳勝坤;李剛
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥融捷能源材料有限公司
• 主分類號: C04B41/87
• 分類號: C04B41/87;F27D5/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 周靜

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池正極材料生產(chǎn)用匣缽的修復(fù)材料，所述修復(fù)材料由修復(fù)漿料經(jīng)過干燥、燒結(jié)制成；所述修復(fù)漿料由以下組分按質(zhì)量比制備而成：氧化鋁粉30?50％、石英粉20?30％、鈦白粉3?5％、碳化鎢粉末5?15％，燒結(jié)助劑2?5％，成膜助劑5?20％，分散劑1?5％，溶劑10?30％。本發(fā)明還公開了利用上述修復(fù)材料對鋰離子電池正極材料生產(chǎn)用匣缽進(jìn)行修復(fù)的方法。通過在匣缽的內(nèi)壁上涂覆修復(fù)材料，能夠顯著提升匣缽使用壽命，降低匣缽渣引入，降低匣缽成本，并提升產(chǎn)品品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子電池正極材料生產(chǎn)用匣缽的修復(fù)材料及其修復(fù)方法。

背景技術(shù)

由于鋰離子電池電池具有高比能量密度、快速充放電能力及長循環(huán)壽命等優(yōu)勢，因此，鋰離子電池被廣泛用3C、電動工具、儲能等領(lǐng)域。隨著鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域的迅速發(fā)展對鋰離子電池的需求迅速增長。正極材料占據(jù)在鋰離子電池的總成本中占據(jù)30％以上的比例，而且正極材料的性能直接影響了鋰離子電池的各項性能指標(biāo)，所以正極材料在鋰電池中占據(jù)核心地位。因此，在正極活性材料的工業(yè)生產(chǎn)中，對其生產(chǎn)的輔助工具-匣缽提出越來越高的要求。

鋰離子電池正極材料生產(chǎn)過程核心工序燒結(jié)過程中，需要將鋰源和過渡金屬化合物的混合料置于燒制容器-匣缽經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)長達(dá)十幾小時來進(jìn)行材料的制備，因此不僅對燒制容器匣缽的耐腐蝕性、耐高溫型、熱膨脹性能提出要求，而且對其使用壽命、雜質(zhì)引入量以及使用成本提出了要求。鋰離子電池正極材料所用匣缽的主要材質(zhì)是二氧化硅和氧化鋁復(fù)合材料，其存在著抗侵蝕性差的問題，用于高溫?zé)Y(jié)的鋰離子電池電池正極材料是微米或納米粉末狀，高溫條件下滲透能力強，鋰源如碳酸鋰、氫氧化鋰屬于強堿性物質(zhì)，在高溫?zé)Y(jié)過程以半液體或液態(tài)形勢存在，對匣缽材料具有很強的侵蝕性，并且會導(dǎo)致匣缽中鋁、硅、鈉、鎂等等離子析出，不僅破壞匣缽的微觀結(jié)構(gòu)，匣缽遭受到侵蝕，導(dǎo)致匣缽的使用壽命明顯縮短，而且會給正極材料中引入雜質(zhì)元素。與此同時，大量的廢棄匣缽給環(huán)境和相關(guān)企業(yè)帶來了巨大的壓力。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池正極材料生產(chǎn)用匣缽的修復(fù)材料。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種鋰離子電池正極材料生產(chǎn)用匣缽的修復(fù)材料，所述修復(fù)材料由修復(fù)漿料經(jīng)過干燥、燒結(jié)制成；所述修復(fù)漿料由以下組分按質(zhì)量比制備而成：氧化鋁粉30-50％、石英粉20-30％、鈦白粉3-5％、碳化鎢粉末5-15％，燒結(jié)助劑2-5％，成膜助劑5-20％，分散劑1-5％，溶劑10-30％。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述燒結(jié)助劑為氟化鋰，所述成膜助劑為有機硅樹脂；所述分散劑為聚乙烯醇；所述溶劑為去離子水。

本發(fā)明的另一個目的是提供上述所述的修復(fù)材料對鋰離子電池正極材料生產(chǎn)用匣缽進(jìn)行修復(fù)的方法，包括以下步驟：

(1)對鋰離子電池正極材料生產(chǎn)用匣缽進(jìn)行清理，去除其表面附著的正極材料；所述匣缽的材質(zhì)為莫莫來石、堇青石或石英質(zhì)；匣缽為已經(jīng)使用過的舊匣缽，舊匣缽的已使用次數(shù)為5-15次。匣缽內(nèi)部底部表層出現(xiàn)少量脫皮、鼓包或微小裂紋等現(xiàn)象。

(2)按配比稱取氧化鋁粉、石英粉、鈦白粉、碳化鎢粉末、燒結(jié)助劑、成膜助劑、分散劑和溶劑后，進(jìn)行混合，得到修復(fù)漿料；所述混合的方法包括攪拌和超聲分散，通過超聲能夠使?jié){料中各組分混合分散的更加均勻。

(3)將修復(fù)漿料涂覆在清理干凈的匣缽的內(nèi)壁，自然晾干后在匣缽的內(nèi)壁形成修復(fù)涂層；

(4)將晾干后的匣缽進(jìn)行燒結(jié)，冷卻后得到修復(fù)后的匣缽。優(yōu)選的，所述燒結(jié)的溫度為600-1000℃，時間為15-30h。進(jìn)一步的，燒結(jié)的溫度可為600℃、800℃、900℃或1000℃；時間可為15h、18h、20h、25h或30h。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：