[发明专利]一种锂电池正极材料焙烧用匣钵及其制备方法

说明书

一种锂电池正极材料焙烧用匣钵及其制备方法，属于锂电池正极材料焙烧用匣钵技术领域。目前锂电池正极材料焙烧用匣钵，主要是莫来石堇青石质材料。配方以莫来石、堇青石、氧化铝为主要原料。基质主晶相为莫来石。该类匣钵循环使用过程中因温度的变化发生开裂的现象。多数产品的循环使用10次左右就会因碱侵蚀而起皮掉渣。本发明在配方中引入碳酸钡、镁铝尖晶石、α‑氧化铝及苏州土粉料，原位合成钡长石，其基质的主晶相是钡长石，降低了基质的热膨胀系数，提高了抗热震性能；更为突出是极大的提高了匣钵的抗碱侵蚀性能。同时，由于镁铝尖晶石与莫来石堇青石热膨胀系数存在较大差别，增强了材料的韧性，提高了匣钵的抗冲击强度和抗热震性能。

技术领域

一种锂电池正极材料焙烧用匣钵及其制备方法，属于锂电池正极材料焙烧用匣钵技术领域。

背景技术

匣钵是在焙烧时防止产品表面被环境影响的一种硬质容器。

新能源行业的迅速发展，推动了各种新型锂电池正极材料的研究和发展，焙烧锂电池材料用的匣钵的需求量日益加大；同时对匣钵材料的性能提出了更高的要求。目前锂电池正极材料焙烧用匣钵，主要是莫来石堇青石质材料。配方以莫来石、堇青石、氧化铝为主要原料。基质主晶相为莫来石。配方中引入堇青石是为了提高材料的抗热震稳定性。该类匣钵循环使用过程中因温度的变化发生开裂的现象。多数产品的循环使用10次左右就会因碱侵蚀而起皮掉渣，该现象随使用次数的增加越来越严重，最多使用20余次就报废，因此，目前急需一种适用于锂电池正极材料焙烧的长寿命匣钵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种抗侵蚀、抗冲击、抗热震的锂电池正极材料焙烧用匣钵及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锂电池正极材料焙烧用匣钵，其特征在于：配方中各成分按重量份组成为：碳酸钡10~15份、α-氧化铝10~20份、苏州土15~25份、莫来石15~25份、堇青石15~25份、镁铝尖晶石8~12份、锂辉石1~10份和硼酸1~3份。

本发明在配方中引入碳酸钡、α-氧化铝及苏州土粉料，通过高温烧结，原位合成钡长石，其基质的主晶相是钡长石，降低了基质的热膨胀系数，提高了抗热震性能；更为突出是极大的提高了匣钵的抗碱侵蚀性能。

在配方中引入镁铝尖晶石，可进一步强化匣钵的抗碱侵蚀性能。同时，由于镁铝尖晶石与莫来石堇青石热膨胀系数存在较大差别，增强了材料的韧性，提高了匣钵的抗冲击强度和抗热震性能。

上述比例下获得的锂电池正极材料焙烧用匣钵具有更高的抗碱侵蚀性能、韧性、抗冲击强度、抗热震性能和热震稳定性。

优选的，匣钵的化学成分按重量包括：28~33份SiO₂、46~55份Al₂O₃、8~14份BeO及4~8份MgO，余量为杂质。过低的有效成分含量意味着没有良好的生成钡长石晶相，或者膨胀系数相差不足，优选的成分含量使最终匣钵具备更好的性能。

优选的，所述的莫来石为M70莫来石。

优选的，所述的碳酸钡、α-氧化铝和苏州土为基本材料，锂辉石、硼酸做为矿化剂。

一种上述的锂电池正极材料焙烧用匣钵制备方法，其特征在于：将原料加入结合剂后混料，用液压机液压成型后烧制完成。混料优选采用高效倾斜式混料机混料，液压成型优选的采用400T以上的双向加压液压机成型。

优选的，所述的混料中，固相与液相的质量比为3~4：1。优选的固液比能使固相在液压阶段更容易结合成型，同时在烧制阶段具备更好的挥发效果，避免吸收过多热量或使匣钵开裂。

优选的，所述的结合剂为糊精与木质素磺酸钙的水溶液。

优选的，所述的糊精与木质素磺酸钙的水溶液中糊精与木质素磺酸钙比例为1：2~4。