一种再结晶碳化硅匣钵及在承烧锂电池正极材料上的应用制造技术

一种再结晶碳化硅匣钵及在承烧锂电池正极材料上的应用，它由碳化硅粗粉、二氧化硅和碳化硅微粉，干混后再用等静压设备压制成初坯，之后经干燥、煅烧、冷本发明专利技术的优点在于：与现用的莫来石、堇青石、尖晶石和氧化镁制成的匣钵相比，其寿命增加10倍以上，可反复使用200余次，比现有材料节能降耗30%以上；可减少匣钵掉边对锂电池正极材料承载烧结的污染，质量轻，承载力大，抗热震性能好，耐腐蚀性强，升降温程序快，加工简单，可广泛应用于锂电池正极材料承载烧结之用。

A recrystallized silicon carbide saggar and its application in the anode material of the lithium battery

【技术实现步骤摘要】
一种再结晶碳化硅匣钵及在承烧锂电池正极材料上的应用
本专利技术涉及一种匣钵及在承载烧结锂电池正极材料上的应用，具体是指一种再结晶碳化硅匣钵及在承载烧结锂电池正极材料上的应用。
技术介绍
本专利技术之前，烧烧锂电池材料的匣钵都是由莫来石，堇青石，刚玉及尖晶石材料加工煅烧而成，为提高抗锂侵蚀，在制作过程中还添加氧化镁等碱性材料。但添加氧化镁等碱性材料会使匣钵加热膨胀，导致抗热震能力低，快速降温慢。众所周知，目前正极材料是决定锂电池性能的关键因素之一，其中镍、钴、锰酸锂等三元材料因具有高比容量、长循环等优势成为应用前景最好的正极材料。现在正极材料在工业生产技术中，通常采用前驱体在800-1100℃的温度下烧制而成，在煅烧制备正极材料过程中，匣钵不仅受急冷急热的热应力冲击，还要承受着镍、钴、锰酸锂三元正极材料的侵蚀。由此，目前采用由莫来石，堇青石及尖晶石，氧化镁材料制作的匣钵已不能用作承载烧结锂电池正极材料的匣钵了。因为三元正极材料在烧结过程中对匣钵的侵蚀为多元侵蚀，其中碱性锂离子在煅烧温度下异常活跃，渗透性强，并且在多元体系中存在低共熔点，形成液相与匣钵相互侵蚀渗透，从而直接影响正极材的质量，另一方面，三元正极材料与匣钵材料在高温下发生化学反应生成复合锂，造成匣钵材料的热膨胀系数发生改变，局部体积发生变化，最终导致被侵蚀面发生龟裂，剥落，此外还有匣钵在堆积承载烧结使用过程容易产生变形和前后左右间距发生变化，导致温度和气氛不均等问题，最后，随着正极材料的单台窑炉方能越来越大，窑炉的长度和宽度也不断增加。鉴于上述目前这种匣钵存在的不足，为解决承载烧结锂电池正极材料的匣钵问题，我们已研制出了一种新型的专供承载烧结锂电池正极材料的匣钵。
技术实现思路
为解决上述目前锂电池正极材料烧结使用匣钵存在的不足，本专利技术的目的旨在提供一种再结晶碳化硅匣钵及专供承载烧结锂电池正极材料之用。本专利技术目的的创新点在于：它由碳化硅粗粉、二氧化硅和碳化硅微粉，干混后再用等静压设备压制成初坯，之后经干燥、煅烧、冷却出窑工序制成成品。其特征在于第一步，按质量组份选取碳化硅粗粉30-45，活性碳化硅细粉40-60，二氧化硅1-5；第二步，将SiC粗粉，活性SiC细粉和SiO2，放入搅拌机中搅拌，均匀后放入等静压设备的匣钵模具中用150Mpa压力进行压制成初坯，然后干燥；第三步，煅烧，将干燥后的匣钵初坯放在窑炉中，在氩气保护下进行煅烧，每分钟升温控制在30℃的升温速率。升到2050℃、2200℃、2400℃的这几个温度节点时，分别要保温1小时温度，在2500℃保温1小时后，则可随窑炉冷却到常温。本专利技术所称为SiC粗粉是指Ф0.5-3mm粉径，纯度98.5%。本专利技术所称的碳化硅细粉是指Ф0.1-0.5mm的粉径，其纯度为99.8%。本专利技术所述的锂电池正极材料是指磷酸铁锂和镍、钴和锰酸锂三元正极材料，本专利技术为SiO2为结合剂。本专利技术所称再结晶碳化硅是指碳化硅粗粉和碳化硅细粉混合后在2400摄氏度以上高温下进行烧结，使其SiC再结晶而形成的高纯度碳化硅材料。在锂电池正极材料烧结过程中现有的莫来石，堇青石材料含有游离硅，正极材料高温下会和游离硅发生反应，因此使其发生腐蚀。再结晶碳化硅是使碳化硅在2400摄氏度-2500摄氏度时，碳化硅会发生液化-蒸发-凝聚再结晶，在颗粒接触处发生颗粒共生形成的烧结体。使碳化硅纯度达到99%以上，不含游离硅，更耐腐蚀。使其不收缩，但具有一定数量孔隙，因此它具有优异的高温力学性能和抗热震性，耐酸碱腐蚀性，从而特别适合作为正极材料烧结用的匣钵。本专利技术所称承烧是指承载烧结。本专利技术的优点在于：与现用的莫来石、堇青石、尖晶石和氧化镁制成的匣钵相比，其寿命增加10倍以上，可反复使用200余次，比现有材料节能降耗30%以上。可减少匣钵掉边对锂电池正极材料承载烧结的污染，质量轻，承载力大，抗热震性能好，耐腐蚀性强，升降温程序快，加工简单，可广泛应用于锂电池正极材料承载烧结之用。具体实施例本专利技术的目的由下列实施产生结出：第一步，按重量组份取SiC粗粉40，SiC细粉58，二氧化硅，放入搅拌机动搅拌，均匀后放入到等静压设备模具中，用150mpa压力进行压制成初坯，将初坯取出干燥，第二步将干燥后的初坯放入窑炉中，在氩气保护下进行煅烧，升温速率保护在每分钟30℃，升至2050℃时保温1小时，再升温到2200℃再保温1小时，再次升温后到2500℃保温1小时，之后则可随窑冷却到常温则可出窑，经检验后成为正品使用。本专利技术的产品专用于承载锂电池正极材料的烧结。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种再结晶碳化硅匣钵及在承烧锂电池正极材料上的应用,它由碳化硅粗粉、二氧化硅和碳化硅微粉，干混后再用等静压设备压制成初坯，之后经干燥、煅烧、冷却出窑工序制成成品；其特征在于第一步，按重量组份选取碳化硅粗粉30-45，活性碳化硅细粉40-60，二氧化硅1-5；第二步，将SiC粗粉，SiC细粉和SiO

【技术特征摘要】
1.一种再结晶碳化硅匣钵及在承烧锂电池正极材料上的应用,它由碳化硅粗粉、二氧化硅和碳化硅微粉，干混后再用等静压设备压制成初坯，之后经干燥、煅烧、冷却出窑工序制成成品；其特征在于第一步，按重量组份选取碳化硅粗粉30-45，活性碳化硅细粉40-60，二氧化硅1-5；第二步，将SiC粗粉，SiC细粉和SiO2，放入搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈洋，沈钰欣，魏兆，魏宇辰，
申请(专利权)人：沈洋，
类型：发明
国别省市：江西;36