含堇青石和复合尖晶石莫来石的匣钵及其制备方法技术

本发明专利技术涉耐火窑具技术领域，具体涉及含堇青石和复合尖晶石莫来石的匣钵及其制备方法，所述匣钵的原料含有以下重量份的成分：尖晶石25份、堇青石15份、复合尖晶石莫来石40份、高岭土6份、电熔98氧化镁2份、煅烧氧化铝粉12份、黄糊精1份、水3.2份。本申请提供的匣钵耐腐蚀性好，循环使用次数多，寿命长。寿命长。

【技术实现步骤摘要】
含堇青石和复合尖晶石莫来石的匣钵及其制备方法


[0001]本申请涉及耐火窑具
，尤其涉及一种锂电池正极材料用含堇青石和 复合尖晶石莫来石的匣钵及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，钴酸锂和普通三元正极材料(523)是国内目前广泛使用锂电池的正 极材料，而大部分的正极材料的生产都是在耐火窑炉中以高温固相合成法制成， 在合成过程中，承烧用的匣钵材料一般以堇青石、莫来石、石英和刚玉质为主， 在这些材料中以堇青石复合莫来石质匣钵的产品应用最广。
[0003]堇青石复合莫来石质匣钵是以堇青石、莫来石以及刚玉为原料，加入部分粘 土及微粉作为结合剂，在高吨位压机下压制成型，经常温养护后，再入耐火窑炉 进行高温烧成制得产品。
[0004]随着锂电降低成本的要求，特别是电动车电池的需求，正极材料向磷酸铁锂 和高镍三元材料发展，要求尽量降低钴的含量，甚至不含钴，高镍三元正极材料 (811)应运而成，其钴含量大幅度降低，同时锂离子组分的引入采用氢氧化锂， 氢氧化锂分解温度远低于碳酸锂，因此，材料烧结温度也大幅度从钴酸锂 (1100℃)和523(950℃)降到800～850℃。但是，磷酸铁锂和高镍三元材料对 匣钵的腐蚀性能要求也大幅度提高，523正极材料用匣钵在811上用，寿命从50 次降到12～15次。
[0005]匣钵生产企业经过2～3年的努力，通过配方调整优化，目前能达到20～25次， 还是达不到523的使用寿命(40～60次)和磷酸铁锂的使用寿命(70～90次)，需 要不断努力创新，引入新原料和采用创新工艺，来提高高镍三元正极材料用匣钵 的使用寿命，为国家节材降耗做出贡献，为企业降低生产成本做出努力。
[0006]201711323738.1(公开号为CN108046792A)公开了一种堇青石
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尖晶石匣钵， 以高岭土6
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12份，滑石6
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10份，α
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氧化铝3
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8份，粒径不大于46.9μm的尖晶石20
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30 份，以及粒径不大于1mm的尖晶石40
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60份作为原料，制备的匣钵具有耐腐蚀性 强、热稳定性好、使用寿命长和使用成本低的优点。实验中发现，莫来石抗三元 正极材料523性能不好,在三元正极材料811中抗腐蚀性能更差。
[0007]202110311784.X(公开号为CN113135745A)公开了一种轻质莫来石
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尖晶石 空心球匣钵，其原料是：苏州二号泥2
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6份，硅微粉4
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6份，α
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氧化铝粉4
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8份，α
‑ꢀ
氧化铝微粉4
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6份，铝酸钙水泥6
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10份，电熔莫来石粉11
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21份，电熔刚玉粉3
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11 份，电熔尖晶石空心球0.2
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1mm10
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20份，电熔尖晶石空心球1
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3mm4
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6份，轻质 莫来石颗粒0
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1mm10
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20份，轻质莫来石颗粒1
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3mm10
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20份，三聚磷酸钠0.2
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0.3 份。上述配方中采用电熔尖晶石和电熔莫来石、电熔刚玉粉等混合，该专利是设 计用于在使用场合温度高于1500℃的匣钵，其利用轻质莫来石和尖晶石空心球的 孔隙提高使用寿命，产品本身并不具有良好的抗锂离子腐蚀性能。
[0008]解决方案，进一步降低堇青石和莫来石含量，提高尖晶石含量，本申请则是 采用
复合尖晶石莫来石原料来提高综合抗锂离子腐蚀性能。

技术实现思路

[0009]本申请所要解决的技术问题在于如何克服现有的匣钵在高镍三元正极材料 中抗腐蚀性能差、使用寿命短的问题，延长使用寿命。
[0010]为了解决上述技术问题，本申请提供了一种含堇青石
‑
复合尖晶石莫来石匣 钵，所述原料含有以下重量份的成分：尖晶石25份、堇青石15份、复合尖晶石莫 来石40份、高岭土6份、电熔98氧化镁2份、煅烧氧化铝粉12份、黄糊精1份、水 3.2份。
[0011]上述成分中：
[0012]所述复合尖晶石莫来石的原料含有以下重量份的成分：轻烧镁粉9
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21份、工 业氧化铝70
‑
80份和石英粉8
‑
20份。
[0013]优选的，所述复合尖晶石莫来石的原料含有以下重量份的成分：轻烧镁粉 12
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21份、工业氧化铝70
‑
80份和石英粉8.4
‑
18份。
[0014]进一步优选，所述复合尖晶石莫来石的原料含有以下重量份的成分：轻烧镁 粉15
‑
21份、工业氧化铝70
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75份和石英粉8.4
‑
16份。
[0015]所述复合尖晶石莫来石，由以下方法制备：按照配比称取各原料，然后混匀， 加入矿热炉中，在2200
‑
2500℃电弧加热熔融5
‑
15分钟，然后倾斜矿热炉倒入水 槽中快速冷却，捞出干燥，粉碎，得到复合尖晶石莫来石。
[0016]优选的，复合尖晶石莫来石选择尖晶石和莫来石晶相比为70：30和30：70 的复合物复配，或晶相比为40：60和60：40的复合物复配，或晶相比为50：50 不同粒径的复合物进行复配，上述晶相比中两种复合物的粒径选自1
‑
2mm或 0
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1mm。
[0017]晶相比复配时的重量比为1
‑
2：1，优选为1：1。
[0018]所述尖晶石的粒径为0
‑
1mm；
[0019]所述堇青石的粒径为0.5
‑
1.25mm。
[0020]所述高岭土和煅烧氧化铝粉的粒径分别为320目；
[0021]所述电熔98氧化镁的粒径为200目。
[0022]本申请还提供了上述匣钵的制备方法，包括以下步骤：
[0023]1)按照配比称取各成分，先将粒径不大于200目的粉料混匀，得到混匀的粉 料，备用；
[0024]2)把除黄糊精和水的其他粒径的颗粒料加入碾压搅拌机后，依次加入黄糊 精、水混匀，在加入混匀的粉料，混匀；
[0025]3)压力为850～1000吨，保压时间为6～9秒，得到生坯，再放入窑中1380
‑
1410℃ 烧制，烧制时间为3～6小时，即得。
[0026]本申请提供的匣钵具有以下有益效果：
[0027]1、本申请的匣钵中的复合尖晶石莫来石，是以轻烧镁粉、工业氧化铝粉和 高纯石英粉为原料，经矿热炉高温冶炼熔融之后，熔体倒入水槽中快速冷却，保 持微晶结构，从而提升复合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含堇青石和复合尖晶石莫来石的匣钵，其特征在于，所述原料含有以下重量份的成分：尖晶石25份、堇青石15份、复合尖晶石莫来石40份、高岭土6份、电熔98氧化镁2份、煅烧氧化铝粉12份、黄糊精1份、水3.2份。2.根据权利要求1所述的匣钵，其特征在于，所述复合尖晶石莫来石的原料含有以下重量份的成分：轻烧镁粉9
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21份、工业氧化铝70
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80份和石英粉8
‑
20份。3.根据权利要求2所述的匣钵，其特征在于，所述复合尖晶石莫来石的原料含有以下重量份的成分：轻烧镁粉12
‑
21份、工业氧化铝70
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80份和石英粉8.4
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18份。4.根据权利要求3所述的匣钵，其特征在于，所述复合尖晶石莫来石的原料含有以下重量份的成分：轻烧镁粉15
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21份、工业氧化铝70
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75份和石英粉8.4
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16份。5.根据权利要求1所述的匣钵，其特征在于，所述复合尖晶石莫来石由以下方法制备：按照配比称取各原料，然后混匀，加入矿热炉中，在2200
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2500℃电弧加热熔融5
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15分钟，然后倾斜矿热炉倒入...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家邦，王膑，陆静娟，田丰，谢峰，顾耀成，尹述伟，陈惠子，陆觉田，陈哲宁，
申请(专利权)人：浙江吉昌新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：