[发明专利]一种莫来石质复合匣钵及其制备方法

说明书

本发明涉及一种莫来石质复合匣钵及其制备方法。其技术方案是：以44～53wt％的粘土细粉、47～56wt％的α‑Al₂O₃微粉为原料，外加原料3～5wt％的聚乙烯醇，混匀，困料，机压成型，制得匣钵坯体；再以40～45wt％的轻烧镁橄榄石细粉、30～35wt％的煅烧镁铝尖晶石细粉、10～15wt％的锆英石细粉和15～20wt％的板状刚玉细粉为混合料，外加混合料3～5wt％的聚乙烯醇，混匀，制得工作层混合料；然后在匣钵坯体底部工作面均匀分布一层工作层混合料，料层厚度为3～6mm，将料层机压成型，干燥，于1350～1450℃条件下保温3～5h，制得莫来石质复合匣钵。本发明工艺简单、生产成本低和节能环保，所制制品力学性能好、抗侵蚀性能优良、热震稳定性优异和使用寿命长。

技术领域

本发明属于复合匣钵技术领域。特别涉及一种莫来石质复合匣钵及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是20世纪70年代以后发展起来的一种新型储能电池。由于其具有高能量、寿命长、低能耗、无公害、无记忆效应以及自放电小、内阻小、性价比高和污染少等优点，在应用中逐步显示出巨大的优势，已广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机、电动汽车、储能和航天等技术领域，特别是应用于新能源汽车。锂离子电池正极材料是构成锂离子电池的关键部分，在生产中常用高温固相法合成。匣钵作为锂离子电池正极材料高温焙烧过程中盛装原料的窑具，对锂离子电池正极材料的生产起着至关重要的作用。然而，在锂离子电池正极材料的高温煅烧过程中，其前驱体会产生碱性气氛，对匣钵造成侵蚀，使匣钵的寿命受到影响。侵蚀层的剥落会导致剥落物混入锂离子电池正极材料中，对锂电池正极材料造成污染，一方面会降低产品的质量和性能，另一方面增加了生产成本。所以对匣钵的性能提出了更加苛刻的要求，特别是热震稳定性和抗侵蚀性。

“锆莫来石匣钵”(ZL201410189300.9)专利技术，公开了一种以莫来石、板状刚玉和锆英砂等为原料制备匣钵的方法，所制备的匣钵虽热震稳定性好，但是使用的原料比较昂贵，且烧成温度太高，不利于大规模的工业生产。

“一种抗锂电池高温腐蚀层状匣钵及其制备方法”(CN201610159994.0)专利技术，公开了一种具有三层结构匣钵的制备方法，该方法采用的原料不一致，种类较多，所制备的匣钵生产工艺复杂，不仅增加了劳动强度，且结合层之间的结合强度有限，使用过程中易出现开裂。

“一种生产锂离子电池正极材料用耐高温匣钵的制备方法”(CN201010269844.8)专利技术，公开了以纯氧化铝、氧化镁和氧化钇粉体为原料制得耐高温匣钵，该技术采用的原料较为昂贵，增加了生产成本；匣钵烧后体积收缩大,不易成型，增加了劳动强度,且经过高达2000℃的温度条件下反应烧结，处理温度较高，增加了生产成本。

“复合匣钵的制备方法”(CN201610409237.4)专利技术，公开了一种复合匣钵的制备方法，在匣钵坯体预烧后进行水淬，然后油冷，干燥，工艺复杂，不利于大规模的工业生产，且在烧成后还需在匣钵侧面切割若干条膨胀缝，会导致匣钵在反复使用过程中易出现开裂和掉渣的现象。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种生产成本低、节能环保和生产工艺简单的莫来石质复合匣钵的制备方法；用该技术制备的莫来石质复合匣钵力学性能好、热震稳定性优良、抗侵蚀性能优异和使用寿命长。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案的步骤是：

步骤一、以44～53wt％的粘土细粉、47～56wt％的α-Al₂O₃微粉为原料，外加所述原料3～5wt％的聚乙烯醇，混合均匀，困料20～24h，机压成型，制得匣钵坯体。

步骤二、以40～45wt％的轻烧镁橄榄石细粉、30～35wt％的煅烧镁铝尖晶石细粉、10～15wt％的锆英石细粉和15～20wt％的板状刚玉细粉为混合料，外加所述混合料3～5wt％的聚乙烯醇，混合均匀，制得工作层混合料。