[发明专利]一种复合镁铝尖晶石粉及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合镁铝尖晶石粉及其制备方法和应用，属于新能源电池用材料制备技术领域。所述复合镁铝尖晶石粉中Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;含量为68wt％～72.5wt％，MgO含量为27.5wt％～32wt％；中值粒度为40‑80μm，松装密度0.8～1g/cc，含水率为0.4～1.5wt％。本发明的复合镁铝尖晶石粉具有纯度高、结晶完全、流动性高、易于装模等优点；可以直接用于钠盐电池固体电解质保护套管的制作。所制备的保护套管具有密度高、透明性好、耐热冲击、可回收等特点，可广泛应用于新能源动力电池领域。

技术领域

本发明涉及新能源电池用材料制备技术领域，具体涉及一种复合镁铝尖晶石粉及其制备方法和应用。

背景技术

进入21世纪以来，能源问题成为了世界各国关注的焦点，风能、太阳能作为一种清洁能源，因无次污染、应用场景大、发展前景广阔迅速引起人们的注意。但是无论是风能还是太阳能，都具有间歇性、分布式的特点，无法稳定地、持续地补充电力。因此需要一种储能电池进行电力存储。

钠镍电池和钠硫电池作为一种复合的储能电池，因其具有比能量高、环境适应性强、放电功率大、无自放电、成本低、无污染等诸多优点而成为研究热点，成为分布式储能电池的首选。作为一种高指标要求的钠盐电池的关键材料，人们对固体电解质的制备和品质提出了严苛的要求。其中在合成固体电解质粉体和烧成电解质陶瓷时，需要一种耐碱性强、无污染、具有高热震性和高使用寿命的陶瓷套管。

传统陶瓷套管材料多为氧化铝材料和堇青石材料，用于合成套管的粉体也为氧化铝造粒粉。但这种氧化铝材料存在使用寿命短、耐腐蚀性差、耐热冲击性差、对产品造成污染等问题；另外在使用后更为严重的是会产生大量的固体废弃物，这些固体废弃回收和再利用困难，导致成本增加。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种复合镁铝尖晶石粉及其制备方法和应用。本发明的复合镁铝尖晶石粉具有纯度高、结晶完全、流动性高、易于装模等优点；可以直接用于钠盐电池固体电解质保护套管的制作。所制备的保护套管具有密度高、透明性好、耐热冲击、可回收等特点，可广泛应用于新能源动力电池领域。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种复合镁铝尖晶石粉，所述复合镁铝尖晶石粉中Al₂O₃含量为68wt％～72.5wt％，MgO含量为27.5wt％～32wt％；

所述复合镁铝尖晶石粉的中值粒度为40-80μm，松装密度0.8～1g/cc，含水率为0.4～1.5wt％。

本发明的第二方面，提供上述复合镁铝尖晶石粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铝源、镁源、锆粉、助烧剂和分散剂加入到球磨机中，加入去离子水，球磨15-36h，得到第一浆料；

(2)将步骤(1)球磨好的第一浆料进行喷雾干燥，收集喷雾干燥后的物料在1200-1300℃的条件下保温1-4h，得到尖晶石原粉；

(3)将尖晶石原粉、助烧剂、分散剂、粘结剂和增塑剂加入到球磨机中，加入去离子水，球磨15-48h，得到第二浆料；

(4)将第二浆料进行喷雾造粒，收集下料口物料，即制备得到复合镁铝尖晶石粉。

优选的，步骤(1)中，铝源、镁源、锆粉、助烧剂、分散剂和去离子水加入的重量比为(40-80)：(20-40)：(0.2-10)：(0.1-2)：(0.5-2)：(80-130)。

优选的，步骤(1)中，第一浆料的粒度为0.55-1.2μm。

优选的，步骤(2)中，喷雾干燥的条件为：出口温度90-130℃，上料速率10-20L/h。