[發(fā)明專利]含堇青石和復(fù)合尖晶石莫來石的匣缽及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110889056.7
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN113548884B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王家邦;王臏;陸靜娟;田豐;謝峰;顧耀成;尹述偉;陳惠子;陸覺田;陳哲寧
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江吉昌新材料有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/443
• 分類號(hào): C04B35/443;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/66;F27D5/00
• 代理公司: 杭州西木子知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33325
• 代理人: 周孝林

本發(fā)明涉耐火窯具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及含堇青石和復(fù)合尖晶石莫來石的匣缽及其制備方法，所述匣缽的原料含有以下重量份的成分：尖晶石25份、堇青石15份、復(fù)合尖晶石莫來石40份、高嶺土6份、電熔98氧化鎂2份、煅燒氧化鋁粉12份、黃糊精1份、水3.2份。本申請?zhí)峁┑南焕從透g性好，循環(huán)使用次數(shù)多，壽命長。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及耐火窯具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰電池正極材料用含堇青石和復(fù)合尖晶石莫來石的匣缽及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，鈷酸鋰和普通三元正極材料(523)是國內(nèi)目前廣泛使用鋰電池的正極材料，而大部分的正極材料的生產(chǎn)都是在耐火窯爐中以高溫固相合成法制成，在合成過程中，承燒用的匣缽材料一般以堇青石、莫來石、石英和剛玉質(zhì)為主，在這些材料中以堇青石復(fù)合莫來石質(zhì)匣缽的產(chǎn)品應(yīng)用最廣。

堇青石復(fù)合莫來石質(zhì)匣缽是以堇青石、莫來石以及剛玉為原料，加入部分粘土及微粉作為結(jié)合劑，在高噸位壓機(jī)下壓制成型，經(jīng)常溫養(yǎng)護(hù)后，再入耐火窯爐進(jìn)行高溫?zé)芍频卯a(chǎn)品。

隨著鋰電降低成本的要求，特別是電動(dòng)車電池的需求，正極材料向磷酸鐵鋰和高鎳三元材料發(fā)展，要求盡量降低鈷的含量，甚至不含鈷，高鎳三元正極材料(811)應(yīng)運(yùn)而成，其鈷含量大幅度降低，同時(shí)鋰離子組分的引入采用氫氧化鋰，氫氧化鋰分解溫度遠(yuǎn)低于碳酸鋰，因此，材料燒結(jié)溫度也大幅度從鈷酸鋰(1100℃)和523(950℃)降到800～850℃。但是，磷酸鐵鋰和高鎳三元材料對匣缽的腐蝕性能要求也大幅度提高，523正極材料用匣缽在811上用，壽命從50次降到12～15次。

匣缽生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過2～3年的努力，通過配方調(diào)整優(yōu)化，目前能達(dá)到20～25次，還是達(dá)不到523的使用壽命(40～60次)和磷酸鐵鋰的使用壽命(70～90次)，需要不斷努力創(chuàng)新，引入新原料和采用創(chuàng)新工藝，來提高高鎳三元正極材料用匣缽的使用壽命，為國家節(jié)材降耗做出貢獻(xiàn)，為企業(yè)降低生產(chǎn)成本做出努力。

201711323738.1(公開號(hào)為CN108046792A)公開了一種堇青石-尖晶石匣缽，以高嶺土6-12份，滑石6-10份，α-氧化鋁3-8份，粒徑不大于46.9μm的尖晶石20-30份，以及粒徑不大于1mm的尖晶石40-60份作為原料，制備的匣缽具有耐腐蝕性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好、使用壽命長和使用成本低的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，莫來石抗三元正極材料523性能不好,在三元正極材料811中抗腐蝕性能更差。

202110311784.X(公開號(hào)為CN113135745A)公開了一種輕質(zhì)莫來石-尖晶石空心球匣缽，其原料是：蘇州二號(hào)泥2-6份，硅微粉4-6份，α-氧化鋁粉4-8份，α-氧化鋁微粉4-6份，鋁酸鈣水泥6-10份，電熔莫來石粉11-21份，電熔剛玉粉3-11份，電熔尖晶石空心球0.2-1mm10-20份，電熔尖晶石空心球1-3mm4-6份，輕質(zhì)莫來石顆粒0-1mm10-20份，輕質(zhì)莫來石顆粒1-3mm10-20份，三聚磷酸鈉0.2-0.3份。上述配方中采用電熔尖晶石和電熔莫來石、電熔剛玉粉等混合，該專利是設(shè)計(jì)用于在使用場合溫度高于1500℃的匣缽，其利用輕質(zhì)莫來石和尖晶石空心球的孔隙提高使用壽命，產(chǎn)品本身并不具有良好的抗鋰離子腐蝕性能。

解決方案，進(jìn)一步降低堇青石和莫來石含量，提高尖晶石含量，本申請則是采用復(fù)合尖晶石莫來石原料來提高綜合抗鋰離子腐蝕性能。

發(fā)明內(nèi)容

本申請所要解決的技術(shù)問題在于如何克服現(xiàn)有的匣缽在高鎳三元正極材料中抗腐蝕性能差、使用壽命短的問題，延長使用壽命。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环N含堇青石-復(fù)合尖晶石莫來石匣缽，所述原料含有以下重量份的成分：尖晶石25份、堇青石15份、復(fù)合尖晶石莫來石40份、高嶺土6份、電熔98氧化鎂2份、煅燒氧化鋁粉12份、黃糊精1份、水3.2份。

上述成分中：

所述復(fù)合尖晶石莫來石的原料含有以下重量份的成分：輕燒鎂粉9-21份、工業(yè)氧化鋁70-80份和石英粉8-20份。