CN108610024B - 一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法 - Google Patents

一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108610024B
CN108610024B CN201810424444.6A CN201810424444A CN108610024B CN 108610024 B CN108610024 B CN 108610024B CN 201810424444 A CN201810424444 A CN 201810424444A CN 108610024 B CN108610024 B CN 108610024B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sagger
roasting
lithium ion
ion battery
anode material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810424444.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108610024A (zh
Inventor
向若飞
李远兵
李淑静
徐娜娜
李鑫
魏志鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Original Assignee
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority to CN201810424444.6A priority Critical patent/CN108610024B/zh
Publication of CN108610024A publication Critical patent/CN108610024A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108610024B publication Critical patent/CN108610024B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303—Inorganic additives
    • C04B35/6316—Binders based on silicon compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法。其技术方案是：按SiO2含量为45～54wt％、Al2O3含量为32～40wt％和MgO含量为10～15wt％，将菱镁矿、高岭土和石英砂混合，得混合料；再外加所述混合料40～50wt％的氧化锆溶胶，球磨3～5h，喷雾造粒，得到粉体。以55～70wt％的六铝酸钙骨料和30～45wt％的所述粉体为原料，外加所述原料5～7wt％的结合剂，混合均匀，成型，制得匣钵基体，干燥，于1370～1400℃条件下保温8～10h，制得用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。本发明生产成本低和节能环保，所制得的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵抗侵蚀性能优异和使用寿命长。

Description

一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法
技术领域
本发明属于匣钵技术领域。特别涉及一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法。
背景技术
锂离子电池正极材料的工业化生产中，高温固相合成法因其工艺简单、对设备要求低，得到了广泛的应用。匣钵是高温固相合成工艺过程中盛装原料的重要容器，随着各种新型锂电池正极材料的出现和发展，烧成锂离子电池正极材料用匣钵的需求量日益加大，同时对匣钵的性能也提出了更高的要求。
“循环式锂电池正极材料用焙烧匣钵及其制备方法”(ZL201310194571.9)专利技术和“一种具有抗锂电池高温腐蚀涂层的匣钵及其制备方法”(CN201610159837.X)专利技术，通过在基体层(匣钵坯体)表面形成具有抗侵蚀效果的工作层(涂层)以提高匣钵的抗侵蚀性能，但在实际使用中，基体层和工作层(匣钵坯体和涂层)的结合区域易出现裂纹。“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，公开了一种底面具有三层结构的匣钵的制备方法，该技术成型步骤复杂，烧成温度过高，堇青石易发生熔融。“锆莫来石匣钵”(ZL201410189300.9)专利技术，以莫来石、板状刚玉和锆英砂等为原料制备匣钵的方法，该专利技术生产的匣钵虽具有良好的热震稳定性，但原料价格昂贵、烧成温度高，不利于大规模生产和应用。
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和节能环保的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵的制备方法；所制得的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵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、按SiO2含量为45～54wt％、Al2O3含量为32～40wt％和MgO含量为10～15wt％，将菱镁矿、高岭土和石英砂混合，即得混合料；外加所述混合料40～50wt％的氧化锆溶胶，球磨3～5h，喷雾造粒，得到粉体。
步骤二、以55～70wt％的六铝酸钙骨料和30～45wt％的所述粉体为原料，外加所述原料5～7wt％的结合剂，混合均匀，成型，制得匣钵基体，干燥，于1370～1400℃条件下保温8～10h，制得用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。
所述菱镁矿的MgO含量≥44wt％；所述菱镁矿的粒径均≤0.10mm。
所述高岭土的Al2O3含量≥35wt％；所述高岭土的粒径均≤0.10mm。
所述石英砂的SiO2含量≥97wt％。所述石英砂的粒径均≤0.10mm。
所述氧化锆溶胶的固含量为3～4wt％。
所述六铝酸钙骨料的主要化学成分是：Al2O3≥88wt％，CaO≥7.6wt％；所述六铝酸钙骨料的体积密度≥2.8g/cm3，六铝酸钙骨料的颗粒级配是：粒径小于2mm且大于等于1mm为20～30wt％，粒径小于1mm且大于等于0.5mm为35～50wt％，粒径小于0.5mm大于等于0.2mm的为30～40wt％。
所述成型方式为半干法机压成型或为半干法振动加压成型。
所述结合剂为水玻璃或为碱性纸浆废液。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
本发明使用的六铝酸钙具有优异的抗碱侵蚀能力，提高了本具体实施方式所制匣钵的使用寿命，减少了锂离子电池正极材料生产过程中匣钵的损耗；六铝酸钙骨料通过原位形成的堇青石形成连接，烧成温度接近目前广泛使用的堇青石质匣钵的烧成温度，节能环保，便于生产。
本发明制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵经检测：体积密度小于2.6g/cm3；耐压强度为50～65MPa；1000℃下合成锂电池正极材料钴酸锂，所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵循环使用次数超过41次时，工作面出现剥落。
因此，本发明具有生产成本低和节能环保的优点，所制得的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵抗侵蚀性能优异和使用寿命长。
附图说明
图1是本发明所制备的一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵的X射线衍射图谱。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制：
为避免重复，先将本具体实施方式所要涉及的物料及相关技术参数统一描述如下，实施例中将不赘述：
所述菱镁矿的MgO含量≥44wt％；所述菱镁矿的粒径均≤0.10mm。
所述高岭土的Al2O3含量≥35wt％；所述高岭土的粒径均≤0.10mm。
所述石英砂的SiO2含量≥97wt％。所述石英砂的粒径均≤0.10mm。
所述氧化锆溶胶的固含量为3～4wt％。
所述六铝酸钙骨料的主要化学成分是：Al2O3≥88wt％，CaO≥7.6wt％；所述六铝酸钙骨料的体积密度≥2.8g/cm3，六铝酸钙骨料的颗粒级配是：粒径小于2mm且大于等于1mm为20～30wt％，粒径小于1mm且大于等于0.5mm为35～50wt％，粒径小于0.5mm大于等于0.2mm的为30～40wt％。
实施例1
一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按SiO2含量为45～48wt％、Al2O3含量为38～40wt％和MgO含量为13～15wt％，将菱镁矿、高岭土和石英砂混合，即得混合料；外加所述混合料40～50wt％的氧化锆溶胶，球磨3～5h，喷雾造粒，得到粉体。
步骤二、以55～60wt％的六铝酸钙骨料和40～45wt％的所述粉体为原料，外加所述原料5～7wt％的结合剂，混合均匀，成型，制得匣钵基体，干燥，于1370～1400℃条件下保温8～10h，制得用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。
所述成型方式为半干法机压成型。
所述结合剂为水玻璃。
本实施例制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵经检测：体积密度低于2.4g/cm3；耐压强度为60～65MPa；1000℃下合成锂电池正极材料钴酸锂，所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵循环使用次数达到42次时，工作面出现剥落。
实施例2
一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按SiO2含量为48～51wt％、Al2O3含量为36～38wt％和MgO含量为12～14wt％，将菱镁矿、高岭土和石英砂混合，即得混合料；外加所述混合料40～50wt％的氧化锆溶胶，球磨3～5h，喷雾造粒，得到粉体。
步骤二、以60～65wt％的六铝酸钙骨料和35～40wt％的所述粉体为原料，外加所述原料5～7wt％的结合剂，混合均匀，成型，制得匣钵基体，干燥，于1370～1400℃条件下保温8～10h，制得用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。
所述成型方式为半干法机压成型。
所述结合剂为水玻璃。
本实施例制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵经检测：体积密度低于2.5g/cm3；耐压强度为55～60MPa；1000℃下合成锂电池正极材料钴酸锂，所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵循环使用次数达到45次时，工作面出现剥落。
实施例3
一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按SiO2含量为51～54wt％、Al2O3含量为34～36wt％和MgO含量为11～13wt％，将菱镁矿、高岭土和石英砂混合，即得混合料；外加所述混合料40～50wt％的氧化锆溶胶，球磨3～5h，喷雾造粒，得到粉体。
步骤二、以65～70wt％的六铝酸钙骨料和30～35wt％的所述粉体为原料，外加所述原料5～7wt％的结合剂，混合均匀，成型，制得匣钵基体，干燥，于1370～1400℃条件下保温8～10h，制得用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。
所述成型方式为半干法机压成型。
所述结合剂为水玻璃。
本实施例制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵经检测：体积密度低于2.6g/cm3；耐压强度为50～55MPa；1000℃下合成锂电池正极材料钴酸锂，所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵循环使用次数达到50次时，工作面出现剥落。
实施例4
一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按SiO2含量为51～54wt％、Al2O3含量为36～38wt％和MgO含量为10～12wt％，将菱镁矿、高岭土和石英砂混合，即得混合料；外加所述混合料40～50wt％的氧化锆溶胶，球磨3～5h，喷雾造粒，得到粉体。
步骤二、以58～63wt％的六铝酸钙骨料和37～42wt％的所述粉体为原料，外加所述原料5～7wt％的结合剂，混合均匀，成型，制得匣钵基体，干燥，于1370～1400℃条件下保温8～10h，制得用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。
所述成型方式为半干法机压成型。
所述结合剂为水玻璃。
本实施例制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵经检测：体积密度低于2.5g/cm3；耐压强度为55～60MPa；1000℃下合成锂电池正极材料钴酸锂，所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵循环使用次数达到44次时，工作面出现剥落。
实施例5
一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按SiO2含量为51～54wt％、Al2O3含量为32～34wt％和MgO含量为13～15wt％，将菱镁矿、高岭土和石英砂混合，即得混合料；外加所述混合料40～50wt％的氧化锆溶胶，球磨3～5h，喷雾造粒，得到粉体。
步骤二、以63～68wt％的六铝酸钙骨料和32～37wt％的所述粉体为原料，外加所述原料5～7wt％的结合剂，混合均匀，成型，制得匣钵基体，干燥，于1370～1400℃条件下保温8～10h，制得用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。
所述成型方式为半干法机压成型。
所述结合剂为水玻璃。
本实施例制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵经检测：体积密度低于2.6g/cm3；耐压强度为50～55MPa；1000℃下合成锂电池正极材料钴酸锂，所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵循环使用次数达到46次时，工作面出现剥落。
实施例6
一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按SiO2含量为45～48wt％、Al2O3含量为38～40wt％和MgO含量为13～15wt％，将菱镁矿、高岭土和石英砂混合，即得混合料；外加所述混合料40～50wt％的氧化锆溶胶，球磨3～5h，喷雾造粒，得到粉体。
步骤二、以63～68wt％的六铝酸钙骨料和32～37wt％的所述粉体为原料，外加所述原料5～7wt％的结合剂，混合均匀，成型，制得匣钵基体，干燥，于1370～1400℃条件下保温8～10h，制得用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。
所述成型方式为半干法振动加压成型。
所述结合剂为碱性纸浆废液。
本实施例制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵经检测：体积密度低于2.6g/cm3；耐压强度为50～55MPa；1000℃下合成锂电池正极材料钴酸锂，所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵循环使用次数达到47次时，工作面出现剥落。
实施例7
一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按SiO2含量为48～51wt％、Al2O3含量为36～38wt％和MgO含量为12～14wt％，将菱镁矿、高岭土和石英砂混合，即得混合料；外加所述混合料40～50wt％的氧化锆溶胶，球磨3～5h，喷雾造粒，得到粉体。
步骤二、以58～63wt％的六铝酸钙骨料和37～42wt％的所述粉体为原料，外加所述原料5～7wt％的结合剂，混合均匀，成型，制得匣钵基体，干燥，于1370～1400℃条件下保温8～10h，制得用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。
所述成型方式为半干法振动加压成型。
所述结合剂为碱性纸浆废液。
本实施例制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵经检测：体积密度低于2.5g/cm3；耐压强度为55～60MPa；1000℃下合成锂电池正极材料钴酸锂，所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵循环使用次数达到45次时，工作面出现剥落。
实施例8
一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按SiO2含量为51～54wt％、Al2O3含量为36～38wt％和MgO含量为10～12wt％，将菱镁矿、高岭土和石英砂混合，即得混合料；外加所述混合料40～50wt％的氧化锆溶胶，球磨3～5h，喷雾造粒，得到粉体。
步骤二、以60～65wt％的六铝酸钙骨料和35～40wt％的所述粉体为原料，外加所述原料5～7wt％的结合剂，混合均匀，成型，制得匣钵基体，干燥，于1370～1400℃条件下保温8～10h，制得用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。
所述成型方式为半干法振动加压成型。
所述结合剂为水玻璃。
本实施例制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵经检测：体积密度低于2.5g/cm3；耐压强度为55～60MPa；1000℃下合成锂电池正极材料钴酸锂，所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵循环使用次数达到47次时，工作面出现剥落。
实施例9
一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按SiO2含量为51～54wt％、Al2O3含量为32～34wt％和MgO含量为13～15wt％，将菱镁矿、高岭土和石英砂混合，即得混合料；外加所述混合料40～50wt％的氧化锆溶胶，球磨3～5h，喷雾造粒，得到粉体。
步骤二、以55～60wt％的六铝酸钙骨料和40～45wt％的所述粉体为原料，外加所述原料5～7wt％的结合剂，混合均匀，成型，制得匣钵基体，干燥，于1370～1400℃条件下保温8～10h，制得用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。
所述成型方式为半干法振动加压成型。
所述结合剂为水玻璃。
本实施例制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵经检测：体积密度低于2.4g/cm3；耐压强度为60～65MPa；1000℃下合成锂电池正极材料钴酸锂，所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵循环使用次数达到46次时，工作面出现剥落。
实施例10
一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按SiO2含量为45～48wt％、Al2O3含量为38～40wt％和MgO含量为13～15wt％，将菱镁矿、高岭土和石英砂混合，即得混合料；外加所述混合料40～50wt％的氧化锆溶胶，球磨3～5h，喷雾造粒，得到粉体。
步骤二、以65～70wt％的六铝酸钙骨料和30～35wt％的所述粉体为原料，外加所述原料5～7wt％的结合剂，混合均匀，成型，制得匣钵基体，干燥，于1370～1400℃条件下保温8～10h，制得用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。
所述成型方式为半干法振动加压成型。
所述结合剂为水玻璃。
本实施例制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵经检测：体积密度低于2.6g/cm3；耐压强度为50～55MPa；1000℃下合成锂电池正极材料钴酸锂，所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵循环使用次数达到54次时，工作面出现剥落。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
本具体实施方式使用的六铝酸钙具有优异的抗碱侵蚀能力，提高了本具体实施方式所制匣钵的使用寿命，减少了锂离子电池正极材料生产过程中匣钵的损耗；六铝酸钙骨料通过原位形成的堇青石形成连接，烧成温度接近目前广泛使用的堇青石质匣钵的烧成温度，节能环保，便于生产。
图1是本实施例1所制备的一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵的X射线衍射图谱，从图1可以看出：所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵中形成了堇青石，六铝酸钙骨料通过堇青石形成了连接。
本具体实施方式制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵经检测：体积密度小于2.6g/cm3；耐压强度为50～65MPa；1000℃下合成锂电池正极材料钴酸锂，所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵循环使用次数超过41次时，工作面出现剥落。
因此，本具体实施方式具有生产成本低和节能环保的优点，所制得的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵抗侵蚀性能优异和使用寿命长。

Claims (9)

1.一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤是：
步骤一、按SiO2含量为45～54wt％、Al2O3含量为32～40wt％和MgO含量为10～15wt％，将菱镁矿、高岭土和石英砂混合，即得混合料；外加所述混合料40～50wt％的氧化锆溶胶，球磨3～5h，喷雾造粒，得到粉体；
步骤二、以55～70wt％的六铝酸钙骨料和30～45wt％的所述粉体为原料，外加所述原料5～7wt％的结合剂，混合均匀，成型，制得匣钵基体，干燥，于1370～1400℃条件下保温8～10h，制得用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。
2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵的制备方法，其特征在于所述菱镁矿的MgO含量≥44wt％；所述菱镁矿的粒径均≤0.10mm。
3.根据权利要求1所述的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵的制备方法，其特征在于所述高岭土的Al2O3含量≥35wt％；所述高岭土的粒径均≤0.10mm。
4.根据权利要求1所述的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵的制备方法，其特征在于所述石英砂的SiO2含量≥97wt％， 所述石英砂的粒径均≤0.10mm。
5.根据权利要求1所述的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵的制备方法，其特征在于所述氧化锆溶胶的固含量为3～4wt％。
6.根据权利要求1所述的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵的制备方法，其特征在于所述六铝酸钙骨料的主要化学成分是：Al2O3≥88wt％，CaO≥7.6wt％；所述六铝酸钙骨料的体积密度≥2.8g/cm3，六铝酸钙骨料的颗粒级配是：粒径小于2mm且大于等于1mm为20～30wt％，粒径小于1mm且大于等于0.5mm为35～50wt％，粒径小于0.5mm大于等于0.2mm的为30～40wt％。
7.根据权利要求1所述的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵的制备方法，其特征在于所述成型方式为半干法机压成型或为半干法振动加压成型。
8.根据权利要求1所述的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵的制备方法，其特征在于所述结合剂为水玻璃或为碱性纸浆废液。
9.一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵，其特征在所述用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵是根据权利要求1～8项中任一项所述用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵的制备方法所制备的用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵。
CN201810424444.6A 2018-05-07 2018-05-07 一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法 Active CN108610024B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810424444.6A CN108610024B (zh) 2018-05-07 2018-05-07 一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810424444.6A CN108610024B (zh) 2018-05-07 2018-05-07 一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108610024A CN108610024A (zh) 2018-10-02
CN108610024B true CN108610024B (zh) 2020-11-03

Family

ID=63661971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810424444.6A Active CN108610024B (zh) 2018-05-07 2018-05-07 一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108610024B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109320216A (zh) * 2018-11-06 2019-02-12 江苏中正陶瓷科技有限公司 一种基于片层状结构的稀土氧化物修饰的六铝酸钙坩埚制造方法
CN113185307B (zh) * 2021-04-02 2023-07-28 武汉科技大学 一种锂电池正极材料焙烧用回转窑炉衬及其制备方法
CN113200752B (zh) * 2021-04-02 2023-07-28 武汉科技大学 一种锂电池正极材料焙烧用竖窑炉衬及其制备方法
CN113292349B (zh) * 2021-06-22 2022-09-23 湖南荣晟昌新材料科技有限公司 一种含六铝酸钙复合层的匣钵及其制备方法
CN114105630A (zh) * 2021-12-08 2022-03-01 湖南仁海科技材料发展有限公司 一种透锂长石结合六铝酸钙匣钵及其制备方法
CN115353372B (zh) * 2022-08-19 2023-06-23 湖南金铠新材料科技股份有限公司 一种锂电正极材料烧结用匣钵及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3798043A (en) * 1972-12-06 1974-03-19 Airco Inc High strength refractory concrete
CN101604751A (zh) * 2008-06-09 2009-12-16 诺利塔克股份有限公司 用于制造锂离子电池的正极活性物质的匣钵及其制造方法
CN104692812A (zh) * 2013-12-05 2015-06-10 深圳市美晶石陶瓷有限公司 一种三元材料锂电池盛烧匣钵的制备方法
CN105084921A (zh) * 2015-09-22 2015-11-25 苏州瑞邦陶瓷新材料有限公司 一种煅烧锂电池正极材料耐腐蚀匣钵备制工艺
CN105698542A (zh) * 2016-03-21 2016-06-22 武汉理工大学 一种抗锂电池高温腐蚀层状匣钵及其制备方法
CN106278296A (zh) * 2015-06-12 2017-01-04 刘婷婷 一种锂电池正极材料用匣钵及其制备方法
CN106365654A (zh) * 2016-08-31 2017-02-01 长兴盛华耐火材料有限公司 一种添加ZrN‑SiAlON的抗锂电材料侵蚀耐火坩埚

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3798043A (en) * 1972-12-06 1974-03-19 Airco Inc High strength refractory concrete
CN101604751A (zh) * 2008-06-09 2009-12-16 诺利塔克股份有限公司 用于制造锂离子电池的正极活性物质的匣钵及其制造方法
CN104692812A (zh) * 2013-12-05 2015-06-10 深圳市美晶石陶瓷有限公司 一种三元材料锂电池盛烧匣钵的制备方法
CN106278296A (zh) * 2015-06-12 2017-01-04 刘婷婷 一种锂电池正极材料用匣钵及其制备方法
CN105084921A (zh) * 2015-09-22 2015-11-25 苏州瑞邦陶瓷新材料有限公司 一种煅烧锂电池正极材料耐腐蚀匣钵备制工艺
CN105698542A (zh) * 2016-03-21 2016-06-22 武汉理工大学 一种抗锂电池高温腐蚀层状匣钵及其制备方法
CN106365654A (zh) * 2016-08-31 2017-02-01 长兴盛华耐火材料有限公司 一种添加ZrN‑SiAlON的抗锂电材料侵蚀耐火坩埚

Also Published As

Publication number Publication date
CN108610024A (zh) 2018-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108610024B (zh) 一种用于锂离子电池正极材料焙烧的匣钵及其制备方法
CN108373324B (zh) 一种用于锂电池正极材料焙烧的轻质匣钵及其制备方法
CN108484188B (zh) 一种用于锂电池正极材料焙烧的碳化硅匣钵及其制备方法
CN100503516C (zh) 一种含轻质多孔骨料的铝镁质耐火砖及其制备方法
CN108101558B (zh) 复合匣钵、制备方法及其应用
CN103570364B (zh) 一种不烧镁铝尖晶石砖
CN110590341B (zh) 溶胶结合的锂电池正极材料烧结用匣钵及其制备方法
CN107954732B (zh) 堇青石-镁橄榄石匣钵、制备方法及其应用
CN101066878A (zh) 一种含轻质多孔骨料的铝硅质耐火砖及其制备方法
CN110436946B (zh) 一种用于热风炉拱顶高温部位的耐酸喷涂料
CN103755361A (zh) 一种铝铬硅质耐火材料
CN106892642A (zh) 一种阳极炭块抗氧化涂层
CN110207499A (zh) 基于镁铝尖晶石溶胶的锂电池正极材料烧结用匣钵及其制备方法
CN112456982A (zh) 一种制备锂电池正极材料用匣钵用配方及方法
CN113200558A (zh) 微波煅烧生产微晶α-氧化铝的生产工艺
CN104692816A (zh) 一种致密铝镁钙耐火熟料及其制备方法
CN102531649A (zh) 水泥窑烧成带用方镁石复合尖晶石砖的制备方法
CN113292349B (zh) 一种含六铝酸钙复合层的匣钵及其制备方法
CN104909773B (zh) 含复合添加剂的铝酸钙水泥结合铝镁质浇注料及其制备方法
CN115353372B (zh) 一种锂电正极材料烧结用匣钵及其制备方法
CN113354425A (zh) 一种适用于热风炉球顶的耐酸喷涂料
CN108658611B (zh) 一种堇青石结合六铝酸钙匣钵及其制备方法
CN102850044B (zh) 一种堇青石-尖晶石轻质浇注料及其制备方法
CN109231975B (zh) 一种具有抗侵蚀底衬的堇青石质匣钵及其制备方法
CN110002859B (zh) 一种耐腐蚀陶瓷辊棒及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant