[发明专利]锂电池正极材料烧成用耐火坩埚及其制备方法

说明书

本发明提供一种锂电池正极材料烧成用耐火坩埚及其制备方法，所述锂电池正极材料烧成用耐火坩埚由以下重量份数的原料混合成型后烧结而成：莫来石30～60份；堇青石10～30份；氧化铝5～30份；粘土0～15份；烧结助剂0～20份；其中，所述莫来石包括第一莫来石，所述第一莫来石的中位粒径为0.5mm～5mm，所述堇青石和氧化铝的中位粒径为微米级。

技术领域

本发明涉及耐火坩埚技术领域，特别是涉及一种锂电池正极材料烧成用耐火坩埚及其制备方法。

背景技术

随着电子信息产业的发展，对化学电源的应用越来越多，锂离子电池因其能量密度高，循环寿命长，无记忆效应等优点成为了目前应用最为广泛的化学电源之一。正极材料作为锂电池的四大关键材料之一随着锂电池应用的增加其需求量也随之快速递增。目前的锂电池正极材料主要有钴酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。这些正极材料大多需要在较高的温度下通过氧化物原料或前驱体反应制得，而快速加热和冷却过程中坩埚易出现开裂和剥落，因此需要耐高温且抗热冲击性好的器皿能盛装氧化物原料或前驱体材料。

但是常见的坩埚如石英坩埚、刚玉坩埚、氮化硅坩埚、氮化硼坩埚等，作为正极材料烧成用耐火坩埚时存在如下的问题：熔融石英坩埚因为石英为酸性材料，高温下会与碱性的电池正极材料前驱体发生一定反应，因而一般难以作为正极材料烧成用耐火坩埚。氧化铝坩埚本身烧制温度较高，且抗热冲击性一般，做为锂电正极材料烧成用耐火坩埚时循环使用次数较少，导致使用成本较高。氮化硅坩埚本身烧成温度高，氮化硅的原料价格也较高，且氮化硅坩埚表面会有酸性的氧化硅存在，高温下可与正极材料前驱体发生一定反应。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种烧制温度合理，耐高温性优良且高温下不与锂电正极材料发生明显反应，同时具有优良的抗热冲击性的锂电池正极材料烧成用耐火坩埚及其制备方法。

本发明提供一种锂电池正极材料烧成用耐火坩埚，由以下重量份数的原料混合成型后烧结而成：

其中，所述莫来石包括第一莫来石，所述第一莫来石的中位粒径为0.5mm～5mm，所述堇青石和所述氧化铝的中位粒径为微米级。

在其中一个实施例中，所述莫来石还包括第二莫来石，所述第二莫来石的中位粒径为10μm～80μm。

在其中一个实施例中，所述第一莫来石和所述第二莫来石的质量比为1:1～10:1。

在其中一个实施例中，所述堇青石的中位粒径为10μm～50μm。

在其中一个实施例中，所述氧化铝为α氧化铝，所述氧化铝的中位粒径为5μm～30μm。

在其中一个实施例中，所述锂电池正极材料烧成用耐火坩埚还包括重量份数为0～1份的有机粘结剂，所述有机粘结剂包括甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸及聚乙烯醇中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述烧结助剂为重量比1:1的滑石和长石，所述滑石的中位粒径为10μm～50μm，所述长石的中位粒径为30μm～80μm。

在其中一个实施例中，所述锂电池正极材料烧成用耐火坩埚中Al₂O₃含量52％～68％，SiO₂含量24％～35％，MgO含量2.5％～6.5％。

本发明还提供所述的锂电池正极材料烧成用耐火坩埚的制备方法，包括以下步骤：

将所述原料按所述重量份数与水进行混合，混合均匀后进行困料；

通过模压法将困料后的物料压制成型，得到坯体；

将所述坯体进行烧结得到锂电池正极材料烧成用耐火坩埚。