[发明专利]一种用于3D打印生产钴酸锂的混合料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种用于3D打印生产钴酸锂的混合料及其制备方法和用途。本发明将3D打印成型技术与钴酸锂电池材料生产技术相结合，为钴酸锂混合料的成型应用提供新的技术途径，同时钴酸锂混合料的高细度、高弹性、高活性，以及优良的干燥性可满足3D打印成型技术的原料要求，并保证打印出的钴酸锂生产原料具有优异的均一性和稳定性。本发明提出的制备方法简易方便，利于工程化推广应用，具有良好的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种电池材料，具体涉及一种用于3D打印生产钴酸锂的混合料及其制备方法和用途，属于钴酸锂电池材料生产技术领域。

背景技术

进入21世纪以来，3D打印技术已广泛应用于医疗、建筑和制造等领域，以经过特殊处理的原料作为3D打印机的“油墨”，通过电脑程序的精确控制，打印出不同结构和形状的产品或中间产品。3D打印技术在高温、高压及富粉尘等恶劣环境下的施工生产具有显著的优势。全流程的电脑控制和机械化生产，实现了生产的高效性和精确性，是未来电池材料行业整装制造领域的发展趋势之一。

锂离子二次电池与传统的二次电池如镍氢电池、镍镉电池、铅酸电池等相比较，具有能量密度高、功率密度大、循环寿命长、环境友好等多项优点，广泛应用于移动电话、数码相机及笔记本电脑的电源生产，成为新能源材料行业的研究重点。现阶段钴酸锂的生产方法主要是固相法，将钴和锂的粉体原料，先通过球磨、高速搅拌等方式充分混合后，再通过高温烧结、粉碎、筛分、除铁等工艺处理后得到最终钴酸锂产品的过程。其中钴源材料主要包括四氧化三钴、碳酸钴、氢氧化钴，锂源材料主要包括碳酸锂和氢氧化锂。固相法在产业化中存在的问题主要是混料均匀性交叉、布料不均匀、透气性不一致等不足，在后续的钴酸锂生产中容易出现产品均匀度偏差等问题。而3D打印技术采用精细的电脑控制程序，可实现生产工序的统一性、精确性；同时3D打印成型过程的同等挤压力可保证混合料的均一性，进一步提高产品的稳定性与合格率。因此，有必要开发一种用于3D打印生产钴酸锂的混合料及其制备方法。

发明内容

本发明要解决的问题是克服现有技术的不足，提供一种用于3D打印生产钴酸锂的混合料及其制备方法和用途，将3D打印成型技术与钴酸锂电池材料生产技术相结合，为钴酸锂混合料的成型应用提供新的技术途径，同时钴酸锂混合料的高细度、高弹性、高活性，以及优良的干燥性可满足3D打印成型技术的原料要求，并保证打印出的钴酸锂生产原料具有优异的均一性和稳定性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案具体如下：

根据本发明的第一种实施方案，提供一种用于3D打印生产钴酸锂的混合料，该混合料包含以下组分：碳酸锂、含钴化合物、二氧化钛、三氧化钼、二氧化铈和纤维。

作为优选，该混合料中各组分的含量为：

碳酸锂：40-80重量份，优选为50-70重量份，更优选为55-65重量份。

含钴化合物：20-60重量份，优选为30-50重量份，更优选为35-45重量份。

二氧化钛：0.01-3重量份，优选为0.03-2.5重量份，更优选为0.05-1.5重量份。

三氧化钼：0.01-3重量份，优选为0.03-2重量份，更优选为0.05-1.5重量份。

二氧化铈：0.01-3重量份，优选为0.03-2重量份，更优选为0.05-1重量份。

纤维：0.01-3重量份，优选为0.03-2.5重量份，更优选为0.05-2重量份。

作为优选，所述碳酸锂为电池级碳酸锂，碳酸锂的百分含量≥99.3％，优选为≥99.5％，更优选为≥99.8％。

作为优选，所述含钴化合物选自四氧化三钴、碳酸钴、氢氧化钴中的一种或多种。优选为四氧化三钴。