【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂电池匣钵制造，尤其是涉及一种短纤碳纤维增强碳碳匣钵及其制备方法。
技术介绍
1、匣钵为锂电池行业制备三元锂等原材料的新型专用工装。传统行业匣钵主要采用无机非金属材料或石墨材料等压制焙烧成型，其主要缺点在于材料力学性能较差，易出现磨损碰撞损伤、开裂等，致使匣钵使用寿命缩短。新型连续纤维碳碳匣钵因具有密封性良好、力学性能高等优点，不仅能有效的解决其使用寿命短，而且可以在一定程度上减缓锂对坩埚的腐蚀速度，从而有效降低其生命周期成本，且在厚度上可以比石墨匣钵减薄，起到提高其负极原材料装载量，得到较快发展。但由于原材料成本高，以及制备工艺复杂(预制体制备、化学气相渗透cvi、浸渍碳化pip、高温石墨化、机加工、涂层)，导致价格高，且制造周期较长。
技术实现思路
1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种力学性能佳、导电性更好、成本低且制备工艺相对简单的匣钵，本申请提供一种短纤碳纤维增强碳碳匣钵及其制备方法。
2、一方面，本申请提供的短纤碳纤维增强碳碳匣钵，包括以下重量份原料：短切碳纤维15-45份，碳粉或石墨粉38-63份，树脂10-40份，煤焦沥青10-20份和填料10-30份；所述树脂为酚醛树脂、双马树脂中的一种；
3、所述填料包括碳化硅。
4、通过采用上述技术方案，本申请选用特定的短切碳纤维、碳粉或石墨粉、树脂、煤焦沥青和填料并按照特定比例复配，制得的匣钵具有优异的力学性、导热性、导电性和耐蚀性，提升匣钵的使用寿命。短切碳纤维具有优异的导
5、可选的，所述的短纤碳纤维增强碳碳匣钵，包括以下重量份原料：短切碳纤维20-35份，碳粉或石墨粉40-60份，树脂20-30份，煤焦沥青13-18份和填料15-25份。
6、可选的，所述短切碳纤维为t300碳纤维、t400碳纤维、t700碳纤维中的一种或多种，所述短切碳纤维的长度为2-20mm。
7、可选的，所述短切碳纤维的长度为5-15mm。
8、通过采用上述技术方案，本申请选用t300、t400、t700中的一种短切碳纤维作为增强相，同时限定短切碳纤维的长度，具有优异的导电性能和良好的分散性能，可以有效提高产品的导电率，导电率的均匀性更好，同时避免局部过热和电弧的产生，可有效降低锂电池负极材料碳化、石墨化过程中箱式炉耗电量。还能够增强匣钵的机械强度，提高其抗拉、抗压和抗冲击能力，减少变形和破裂的风险。
9、可选的，所述碳粉或石墨粉的粒度为200-400目。
10、可选的，所述树脂的粒度为200-300目。
11、通过采用上述技术方案，限定树脂的种类和粒度，选用具有良好耐化学性的酚醛树脂和双马树脂，能够增强匣钵的耐腐蚀性。
12、可选的，所述填料还包括硅藻土和氧化铝。
13、可选的，所述填料中硅藻土、碳化硅和氧化铝的质量比为1:(2-5):(0.4-1)。
14、可选的，所述填料的粒度为200-600目。
15、通过采用上述技术方案，本申请选用由特定比例的硅藻土、碳化硅和氧化铝复配而成的填料，并进一步限定填料的粒度，能够增强填料的分散性，提高匣钵的抗收缩性、结构强度和耐高温性能，提高锂电池的安全性、稳定性和使用寿命。
16、第二方面，本申请提供了上述短纤碳纤维增强碳碳匣钵的制备方法，包括以下步骤：s1、将短切碳纤维、碳粉或石墨粉、树脂、煤焦沥青和填料搅拌混合，得混合料备用；
17、s2、将s1所得混合料放置在产品模具中，热压成型，模压温度为80-250℃，压力为10-30mpa，得半成品ⅰ；
18、s3、将s2中半成品ⅰ放置在高温炉中碳化，碳化过程中保持真空或充入保护气体，碳化温度为800-1100℃，得半成品ⅱ；
19、s4、将s3中半成品ⅱ放置在高温沉积炉内cvi气相沉积，沉积c涂层，沉积24-30h，得所述短纤碳纤维碳碳匣钵。
20、通过采用上述技术方案，本申请的匣钵的制备工艺相对简单，同比预制体碳碳匣钵的制备工艺(沉积、浸渍碳化、石墨化、机加工、涂层)工序，实现近尺寸成型、低成本制造，进而实现碳碳匣钵产品的高质量低成本制备上有明显优势。
21、综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：
22、1.本申请选用特定的短切碳纤维、碳粉或石墨粉、树脂、煤焦沥青和填料并按照特定比例复配，制得的匣钵具有优异的力学性、导热性、导电性和耐蚀性，提升匣钵的使用寿命。短切碳纤维具有优异的导电性能、高强度和高模量，还具有较高的导热率，能够提升匣钵的导电性能、机械强度和导热性能。碳粉、石墨粉和焦煤沥青能够增强匣钵的机械强度，还能够增加匣钵的稳定性，减少电池在充放电过程中的副反应和氧化反应。填料可以提高匣钵的强度、硬度、耐高温性能。树脂可作为作为粘结剂，将其他原料粘结在一起，形成坚固的匣钵结构。
23、2.本申请选用由特定比例的硅藻土、碳化硅和氧化铝复配而成的填料，并进一步限定填料的粒度，能够增强填料的分散性，提高匣钵的抗收缩性、结构强度和耐高温性能，提高锂电池的安全性、稳定性和使用寿命。
24、3.本申请的匣钵的制备工艺相对简单，同比预制体碳碳匣钵的制备工艺(沉积、浸渍碳化、石墨化、机加工、涂层)工序，实现近尺寸成型、低成本制造，进而实现碳碳匣钵产品的高质量低成本制备上有明显优势。
25、具体实施方式
26、以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
27、本申请设计了一种短纤碳纤维增强碳碳匣钵，包括以下重量份原料：短切碳纤维15-45份，碳粉或石墨粉38-63份，树脂10-40份，煤焦沥青10-20份和填料10-30份；
28、所述树脂为酚醛树脂、双马树脂中的一种；
29、所述填料包括碳化硅。
30、本申请的短纤碳纤维增强碳碳匣钵采用以下方法制备，包括以下步骤：
31、s1、将短切碳纤维、碳粉或石墨粉、树脂、煤焦沥青和填料搅拌混合，得混合料备用；
32、s2、将s1所得混合料放置在产品模具中，热压成型，模压温度为80-250℃，压力为10-30mpa，得半成品ⅰ；
33、s3、将s2中半成品ⅰ放置在高温炉中碳化，碳化过程中保持真空或充入保护气体，碳化温度为800-1100℃，得半成品ⅱ；
34、s4、将s3中半成品ⅱ放置在高温沉积炉内cvi气相沉积，沉积c涂层，沉积24-30h，得所述短纤碳纤维碳碳匣钵。
35、本申请的短纤碳纤维增强碳碳匣钵可以在匣钵制造领域应用。
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1.一种短纤碳纤维增强碳碳匣钵，其特征在于，包括以下重量份原料：短切碳纤维15-45份，碳粉或石墨粉38-63份，树脂10-40份，煤焦沥青10-20份和填料10-30份；
2.根据权利要求1所述的短纤碳纤维增强碳碳匣钵，其特征在于，包括以下重量份原料：短切碳纤维20-35份，碳粉或石墨粉40-60份，树脂20-30份，煤焦沥青13-18份和填料15-25份。
3.根据权利要求1所述的短纤碳纤维增强碳碳匣钵，其特征在于，所述短切碳纤维为T300碳纤维、T400碳纤维、T700碳纤维中的一种或多种，所述短切碳纤维的长度为2-20mm。
4.根据权利要求3所述的短纤碳纤维增强碳碳匣钵，其特征在于，所述短切碳纤维的长度为5-15mm。
5.根据权利要求1所述的短纤碳纤维增强碳碳匣钵，其特征在于，所述碳粉或石墨粉的粒度为200-400目。
6.根据权利要求1所述的短纤碳纤维增强碳碳匣钵，其特征在于，所述树脂的粒度为200-300目。
7.根据权利要求1所述的短纤碳纤维增强碳碳匣钵，其特征在于，所述填料还包括硅藻土和氧
8.根据权利要求1所述的短纤碳纤维增强碳碳匣钵，其特征在于，所述填料的粒度为200-600目。
9.一种权利要求1-8任意一项所述的短纤碳纤维增强碳碳匣钵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种短纤碳纤维增强碳碳匣钵，其特征在于，包括以下重量份原料：短切碳纤维15-45份，碳粉或石墨粉38-63份，树脂10-40份，煤焦沥青10-20份和填料10-30份；
2.根据权利要求1所述的短纤碳纤维增强碳碳匣钵，其特征在于，包括以下重量份原料：短切碳纤维20-35份，碳粉或石墨粉40-60份，树脂20-30份，煤焦沥青13-18份和填料15-25份。
3.根据权利要求1所述的短纤碳纤维增强碳碳匣钵，其特征在于，所述短切碳纤维为t300碳纤维、t400碳纤维、t700碳纤维中的一种或多种，所述短切碳纤维的长度为2-20mm。
4.根据权利要求3所述的短纤碳纤维增强碳碳匣钵，其特征在于，所述短切碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴佩芳，施远，肖云健，何喆，王灿，李奕锟，冉合利，李晶，
申请(专利权)人：北京天宜上佳高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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