[发明专利]一种多元素材料的制备工艺

说明书

本发明公开了一种多元素材料的制备工艺，包括以下步骤：(1)准备所需原料，将原料混合均匀，得到混合料，且原料的混合过程中不添加任何溶剂；(2)将混合料进行造粒并破碎，得到粉体；(3)将粉体在设定条件下进行烧结，得到多元素材料。本发明的工艺可实现多种元素间的紧密结合，降低烧结时各种元素的扩散距离，使各元素得以充分反应，得到符合预期的最终产品，经试验后发现，经本发明的工艺制备的多元素材料与采用传统湿法混料方案得到的物相基本一致，且多元素材料粉体颗粒间的及密度和分散程度均较好。

技术领域

本发明涉及材料烧结处理领域，具体涉及一种多元素材料的制备工艺。

背景技术

多元素无机材料的全流程烧结工艺一般包括“配料-混料-(干燥)-烧结-收集”这几个步骤。在各步骤中，混料的均匀程度极大影响着后续的烧结料的纯度；除此之外，多种元素之间的结合力也是一个重要因素。一般混料是采用湿法混料，即采用液相溶剂作为助磨剂，实现多种物料的均匀混合；但是湿法混料带来的一大弊端就是液相溶剂的回收难问题，尤其是当此溶剂为易于燃爆、有毒的有机溶剂时，不仅会导致整体工序拉长、操作的复杂化，还会存在环保和安全方面的隐患及问题。相比之下，干法混料是在没有溶剂参与的情况下进行混料的，相对湿法混料具有一定的优势，但是干法混料由于混料均匀性、多种元素之间的结合力等问题，一般很难在后续的烧结步中得到预期的产物。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种多元素材料的制备工艺，该制备工艺无需液相溶剂作为助磨剂即可实现多种元素间的紧密结合，可降低烧结时各种元素的扩散距离，使各元素得以充分反应，得到与使用湿法混料时相同的、紧密度、分散程度均较好的最终产品。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种多元素材料的制备工艺，包括以下步骤：

(1)准备所需原料，将含锂原料和其他元素原料混合均匀，得到混合料，且所述原料的混合过程中不添加任何溶剂；

(2)将所述混合料进行造粒并破碎，得到粉体；

(3)将所述粉体在设定条件下进行烧结，得到所述多元素材料。

上述技术方案的设计思路在于，现有技术中一般使用湿法对原料进行混合后再进行烧结，但使用湿法混合存在液相溶液的回收、环保和安全问题，因此会导致工序的拉长，而使用干法对原料进行混合则无法达到烧结过程对各元素分散性和紧密性的要求；本发明则通过在原料的干法混合后对混合料进行造粒的操作，实现了多种元素的紧密结合，从而在烧结时降低了各元素的扩散距离，使得各元素得以充分反应，形成最终的目标物相，经试验后发现，经本发明的工艺制备的多元素材料与采用传统湿法混料方案得到的物相基本一致。

基于同一技术构思，本发明还提供一种多元素材料的制备工艺，包括以下步骤：

(1)将所述其他元素原料混合均匀，得到混合料，且所述其他元素原料的混合过程中不添加任何溶剂；

(2)将所述混合料进行造粒和破碎，得到粉体；

(3)将所述粉体与含锂原料混合均匀并在设定条件下烧结，得到所述多元素材料。

上述技术方案的设计思路在于，本发明将含锂原料和其他元素原料分开混合，主要是基于以下几点考量：首先，在多元素材料的制备过程中对含锂原料的混合要求较低，因此将含锂原料和其他元素原料分开进行混合可以减少造粒操作的工作量，减小成本消耗；其次，其次，将含锂原料和其他元素原料分别进行混合还可以避免被包裹在颗粒内部的锂盐无法完全反应的现象出现，提高锂盐的反应性。

作为上述技术方案的优选，所述含锂原料和其他元素原料的粒度为0.01μm～10μm。将原料的粒度限定在上述范围内，可以保证各原料的混合效果，减少各原料颗粒之间的间隙，提升造粒后颗粒的紧实程度，有利于最终产品的紧实度和分散程度。