一种改善匣钵表面耐腐蚀性，提高使用寿命复合涂层制造技术

本发明专利技术提供了一种改善匣钵表面耐腐蚀性，提高使用寿命复合涂层，该复合涂层由如下百分含量的原料制成：硅酸锂溶液40

【技术实现步骤摘要】
一种改善匣钵表面耐腐蚀性，提高使用寿命复合涂层


[0001]本专利技术属于耐火材料
，尤其是涉及一种改善匣钵表面耐腐蚀性，提高使用寿命复合涂层。

技术介绍

[0002]随着低碳政策的实施，绿色能源需求越来越大，以动力电池为首的行业，不断提高电池容量，正极材料的处理过程中，必须使用窑具
‑‑
匣钵装载正极材料粉末烘干，由于材料中的氢氧化锂强碱性，烘干温度高，所以匣钵使用量巨大。现在在三元镍电池中使用的匣钵，高质量的使用寿命为平均30次。据统计，国内电池企业一年报废的匣钵数量约3000万只左右，随着电动汽车推广和普及，未来几年会迅速提高到现有水平3倍，每次匣钵重量4kg以上，据此推算，将来匣钵使用数量会增加到亿只，消耗的耐火材料为4亿吨。匣钵制作工艺是耐火材料压制成型，窑内烧结温度一般在1350度，每只匣钵平均使用天然气2立方以上。所以，提高匣钵使用寿命既是绿色经济的要求，也是企业竞争的要求。
[0003]现在部分企业也采取涂层方式，通过涂层中添加硅酸化锆，刚玉类材料来提高匣钵抗腐蚀能力，但是效果并不显著，一般将一次钵平均从25次提高到30次，而且二次加料或者二次压制，材料成本消耗大，匣钵内表层被侵蚀原因主要是高温环境中，锂离子的渗透所致，一般表层会产生起皮，开裂导致报废，匣钵基体开裂，破损占比很少，所以有效提高耐强碱腐蚀能力是关键。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种改善匣钵表面耐腐蚀性，提高使用寿命复合涂层，该复合涂层具有良好的耐强碱性、防渗透性以及耐高温性，其在涂覆后所形成的致密硅酸锂膜可以大幅度提高锂离子对匣钵内表面的侵蚀，从而大幅度提高匣钵的使用寿命，有效克服了锂离子渗透问题以及窑炉反复使用中导致的现有表层涂覆料的热膨胀问题，经济实用。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种改善匣钵表面耐腐蚀性，提高使用寿命复合涂层，该复合涂层由如下百分含量的原料制成：硅酸锂溶液40
‑
50％，硅酸钠溶液10
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20％，PVA溶液2
‑
5％，混合耐火材料35
‑
38％。
[0007]进一步的，所述硅酸锂溶液中氧化硅粒度2微米以下，溶液清澈透明，复合涂层中硅酸锂溶液和硅酸钠溶液总占比为60％。
[0008]进一步的，所述的混合耐火材料采用硅酸锆、氧化锆、电熔刚玉、氧化镁粉中一种或者几种耐火材料组合，其中硅酸锆、氧化锆、电熔刚玉的粉料要求目数325目以上，优选粒度更小的粉末。
[0009]进一步的，所述混合耐火材料中以氧化锆粉末为最优选，因为其不含氧化硅，而且由于有氧化钇稳定剂，膨胀系数最小，不至于受热膨胀后破坏硅酸锂膜，从而抵抗锂离子侵
蚀。
[0010]所述的复合涂层的使用方法，包括如下步骤：
[0011]步骤(1)：将硅酸锂溶液、硅酸钠溶液、PVA溶液2
‑
5％以及混合耐火材料依次放入到搅拌桶内，进行均匀搅拌，以制得复合涂料；
[0012]步骤(2)：将步骤(1)制得的复合涂料均匀涂覆于匣钵坯体内表面，并通过控制来使喷涂时波美度最小；
[0013]步骤(3)：将步骤(2)中喷涂后的复合涂料采用热空气烘干，并将烘干后的匣钵坯体入窑烧结，便可完成该复合涂层的涂覆固定。
[0014]进一步的，所述步骤(2)中的涂覆方式有喷涂、淋涂和刷涂，通过添加酒精或者水，可以降低波美度，喷涂时调整到20
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25波美度喷涂，淋涂时调整波美度为25
‑
35，刷涂时调整波美度为35
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45，以形成致密度高的膜。
[0015]进一步的，所述步骤(3)中的烘干温度为60
‑
200度。
[0016]相对于现有技术，本专利技术所述的复合涂层具有以下优势：
[0017]本专利技术所述的复合涂层具有良好的耐强碱性、防渗透性以及耐高温性，其在涂覆后所形成的致密硅酸锂膜可以大幅度提高锂离子对匣钵内表面的侵蚀，从而大幅度提高匣钵的使用寿命，有效克服了锂离子渗透问题以及窑炉反复使用中导致的现有表层涂覆料的热膨胀问题，经济实用。
具体实施方式
[0018]除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本专利技术所属领域技术人员普遍理解的相同含义。
[0019]下面来详细说明本专利技术。
[0020]实施例1
[0021]按照硅酸锂溶液45％，硅酸钠溶液15％混合，然后加入2％PVA水解溶液，再加入400目氧化锆粉38％，搅拌2小时；然后通过喷涂机喷涂在匣钵坯体内表面，不流淌为宜；再送入炉窑热空气回收室干燥，干燥后按照现有工艺进窑烧结；烧结后的匣钵内表面成膜均匀，致密度高，强度好，使用寿命比现有的提高20％，而且成本低于现有的工艺，节约了材料。
[0022]实施例2
[0023]针对现有匣钵报废的修复，先将腐蚀层通过机械加工方式，比如喷丸、粗车等，去除腐蚀层，约0.5
‑
2mm厚；然后直接喷涂该涂料；采取该方式，可以有效降低报废率，也可以直接在正极电池企业增加表面喷丸设备+喷涂机，从而大幅降低企业成本，间接降低燃气使用量，为低碳经济做贡献。
[0024]实施例3
[0025]部分钴酸锂电池(电脑等使用的)材料烧结温度更高1050
‑
1100度，需要涂层强度高，涂层更致密、厚实；涂层配料：硅酸锂50％，硅酸钠10％，25％氧化锆,13％氧化镁，2％PVA溶液，混合均匀后，调整波美度为35，采取刷涂方式；然后与坯体一起烧结，烧结后的涂层厚度0.2
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0.3微米，表面光洁，涂膜致密，将现有该环境的匣钵使用寿命15
‑
18次提高到30次。
[0026]以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善匣钵表面耐腐蚀性，提高使用寿命复合涂层，其特征在于：该复合涂层由如下百分含量的原料制成：硅酸锂溶液40
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50％，硅酸钠溶液10
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20％，PVA溶液2
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5％，混合耐火材料35
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38％。2.根据权利要求1所述的一种改善匣钵表面耐腐蚀性，提高使用寿命复合涂层，其特征在于：所述硅酸锂溶液中氧化硅粒度2微米以下，溶液清澈透明，复合涂层中硅酸锂溶液和硅酸钠溶液总占比为60％。3.根据权利要求1所述的一种改善匣钵表面耐腐蚀性，提高使用寿命复合涂层，其特征在于：所述的混合耐火材料采用硅酸锆、氧化锆、电熔刚玉、氧化镁粉中一种或者几种耐火材料组合，其中硅酸锆、氧化锆、电熔刚玉的粉料要求目数325目以上，优选粒度更小的粉末。4.根据权利要求3所述的一种改善匣钵表面耐腐蚀性，提高使用寿命复合涂层，其特征在于：所述混合耐火材料中以氧化锆粉末为最优选，因为其不含氧化硅，而且由于有氧化钇稳定剂，膨胀系数最小，不至于受热膨胀后破坏硅酸锂膜，从而抵抗锂离子侵蚀。5.权利要求1
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4中...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭世明，
申请(专利权)人：汉川市石金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：