[發明專利]一種含六鋁酸鈣復合層的匣缽及其制備方法

有效

• 申請號: 202110694463.2
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113292349B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 倪江福
• 申請（專利權）人: 湖南榮晟昌新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/443;C04B35/185;C04B35/195;C04B35/14;C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 肖平安

本發明公開了一種含六鋁酸鈣復合層的匣缽及其制備方法，所述的一種含六鋁酸鈣復合層的匣缽，該匣缽為復合層匣缽，包括基體層及含六鋁酸鈣復合層，制備匣缽時，采用本發明所述的復合層粉料施加簡易工裝，將粉料均勻施布于匣缽內表面，并經模壓方式將六鋁酸鈣復合層粉料及基體層粉料一步成型為坯體，再經高溫窯燒制成型，本發明的有益效果是：本發明提供的六鋁酸鈣復合層中六鋁酸鈣、鎂鋁尖晶石、氧化鋁、莫來石的配合實現了復合層具有耐高溫、耐耐侵蝕優點，同時六鋁酸鈣復合層與基體層熱性能相當、匹配良好，復合層不易分離脫落，提高了匣缽的使用壽命；本發明具有生產成本低、工藝簡單和節能環保的優點。

技術領域

本發明涉及復合層匣缽技術領域，具體為一種含六鋁酸鈣復合層的匣缽及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池目前廣泛應用在移動通訊、儲能、電動汽車等領域。當前主要商用正極材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料，其制備采用高溫固相法，將各種前驅體置于匣缽內在900-1300℃燒結而成（推板窯或輥道窯）。承燒用的匣缽材料一般為堇青石、莫來石、石英和剛玉質為主。匣缽服役時經高溫后快速冷卻，隨著使用次數的增加，匣缽的抗熱震性降低，匣缽容易產生裂紋，影響了匣缽的服役壽命。同時燒制過程中原料會分解產生滲透力和反應活性強的鋰化合物，對匣缽進行侵蝕，造成起皮、掉渣、污染原料等問題。

隨著鋰電池材料需求量日益增大，以及高電壓方向的發展趨勢，對匣缽的性能特別是熱震穩定性和抗侵蝕性提出了更加苛刻的要求，通常單一材質難以兼顧上述各個特性。多層復合型匣缽基體采用滿足窯具功能的材質，工作面作為復合層采用具備抗侵蝕性優異的化學組成和結構， 可以實現匣缽抗熱震性與抗侵蝕性的協同提升并兼顧經濟性。但是實際應用中，復合層與匣缽基體如何實現結合以及熱學性能匹配是難點， 也是制約復合型匣缽整體性能的重要因素。

目前，復合層多以氧化鋯、氧化鋁、鋰輝石以及氧化鎂等的一種或者幾種為復合層材質。幾種物質雖然耐腐蝕性強，但是氧化鋯成本較高，且所提的幾種物質均為熱膨脹性物質，在反復循環使用的過程中復合層容易出現裂紋，附著力下降，保護層脫落。且多使用浸漬、噴涂、或是二次壓制的方法施加復合層，工藝復雜。

“一種具有抗鋰電池高溫腐蝕涂層的匣缽及其制備方法”（CN201610159837.X）專利技術，以莫來石和堇青石等為原料制得匣缽坯體，并通過在匣缽坯體表面浸漬釉料提高抗侵蝕性能，但增加了浸漬步驟，提高了生產工藝的復雜程度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含六鋁酸鈣復合層的匣缽及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種含六鋁酸鈣復合層的匣缽，包括復合層粉料，所述的復合層粉料各組分按其質量百分比計為：六鋁酸鈣 10～30％、鎂鋁尖晶石 40%-60%，氧化鋁 15～30％、莫來石 5～20％、高嶺土 5～20％，余料為黏合劑或輔助成坯物料。

本發明還提供一種具有六鋁酸鈣復合層的匣缽的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、按質量分數計，稱取六鋁酸鈣 10～30％、鎂鋁尖晶石 40%-60%， 氧化鋁15～30％、莫來石 5～20％、高嶺土 5～20％，以及黏合劑，置于攪拌機進行攪拌至混合均勻，并經陳腐后得到六鋁酸鈣復合層粉料；

步驟二、匣缽生壞壓制時，先使用毛刷清掃模具下模面；

其中模具要求：開模時，匣缽開口方向朝下，模具下模面安裝于壓機下模板上；

工裝設計要求：復合層粉料施加工裝的內部開口，套于模具下模面上， 彎折擋料板使工裝盛放相應的物料而不掉落；

復合層施加方式：復合層粉料施加工裝的底部與彎折擋料板之間的非開口部位盛裝復合層粉料，套于模具下模面后，使用刮板刮平物料，復合層粉料施加工裝開口處的物料落于模具下模面上，然后移除復合層粉料施加工裝， 使復合層粉料均勻分布于模具下模面的頂部；