一种用于三元正极材料生产的匣钵配方及生产方法与流程

1.本发明涉及锂电池领域，具体为一种用于镍钴锰酸锂三元正极材料生产的匣钵配方及生产方法。


背景技术：

2.商用锂离子电池正极材料的性能是决定锂离子电池性能的一个重要的因素。目前已开发的正极材料有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料等。镍钴锰酸锂是最为常见的一种三元锂电池正极材料。镍离子（ni
2
）可以增加正极材料的体积能量密度；锰离子（mn
4
）可以提高材料的热稳定性，进而提升材料的安全性能；钴离子（co
3
）可以弥补锰离子的不足，维持材料层状结构的稳定，进而提高材料的循环倍率性能。因此，三元锂电池正极材料逐渐成为车用锂电池的主流正极材料，在新能源电动汽车领域中广泛应用。
3.三元正极材料制备时采用高温固相法，将各种前驱体置于匣钵内经高温烧结而成（推板窑或辊道窑）。承烧用的匣钵材料一般堇青石、莫来石、刚玉质为主。目前市场上的匣钵，应用于三元锂电池正极材料生产时，三元正极材料会在烧制完成后粘附在匣钵内表面，倒钵时有较多物料残存，且较难清除。
4.针对生产三元正极材料的匣钵粘料问题，目前进行的研究较少，主要是对倒钵及清扫机构进行改善，但是效果并不理想。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于三元正极材料生产的匣钵配方及生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种用于三元正极材料生产的匣钵配方，所述的各组分按其重量百分比计为：氮化硼3
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5wt％、α
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al2o38
‑
10wt％、大粒径堇青石20
‑
25wt％、小粒径堇青石10
‑
15wt％、莫来石20
‑
25wt%、高岭土20
‑
25wt%、硅微粉3
‑
5wt％，余料为粘结剂4
‑
6wt%。
7.作为优选，所述大粒径堇青石、小粒径堇青石的比例为2:1。
8.作为优选，所述氮化硼为颗粒状，且所述氮化硼的粒径为20～50μm，密度为2.27
‑
2.30g/cm3。
9.作为优选，所述硅微粉粒度为800～1600目，sio2含量>85％。
10.作为优选，所述粘结剂为黄糊精溶液，且所述粘结剂的含水量为45
‑
55%。
11.本发明还提供一种用于三元正极材料生产的匣钵的生产方法，包括以下步骤：步骤一、依重量百分比称取物料，并置于搅拌机进行搅拌至混合均匀，并经陈腐48h后得到粉料，陈腐后对粉料含水率进行测量，含水率应介于3%
‑
5%之间；步骤二、物料经传送带及自动加料装置进入匣钵模具模压成型，制成生坯；步骤三、将生坯自然晾干后，转移至烘房中烘干48h,烘烤温度控制为90
‑
100℃；步骤四、将步骤四中烘干后的匣钵产品放入高温窑内进行烧成，烧成温度1350
‑
1420℃，烧制时间9～10h，制得本发明所述一种用于三元正极材料生产的抗粘料匣钵。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明提供的配方及生产方法，在配料时形成各粒径共存体，生坏压制时，自动上料完成后，随着模具压力逐步增大，细粒径颗粒自发迁移至表层，形成1
‑
2mm表面致密层。从而降低三元正极材料烧制时各物料对表面层的侵蚀，封堵物料迁移空间，改善粘料问题； 2、本发明提供的配方中含有效表面润滑成份，能较大程度改善匣钵烧成件的表面粗糙度，从而改善制品的粘料问题。
具体实施方式
13.本发明提供一种技术方案：一种用于三元正极材料生产的匣钵配方，所述的各组分按其重量百分比计为：氮化硼3
‑
5wt％、α
‑
al2o38
‑
10wt％、大粒径堇青石20
‑
25wt％、小粒径堇青石10
‑
15wt％、莫来石20
‑
25wt%、高岭土20
‑
25wt%、硅微粉3
‑
5wt％，余料为粘结剂4
‑
6wt%。
14.可理解的，所述氮化硼密度：2.27
‑
2.30g/cm3，粒径20～50μm；所述α
‑
al2o3氧化铝粉的al2o3含量≥98wt％，粒径≤0.10mm；所述大粒径堇青石，粒径范围为0.5
‑
1.5mm；所述小粒径堇青石，粒径≤0.075mm；所述莫来石的al2o3含量≥65wt％,粒径≤1.0mm；所述高岭土的al2o3含量≥33wt％，粒径≤0.10mm；所述硅微粉中sio2含量大于85％，粒度为800～1600目；所述粘结剂为黄糊精溶液，含水45
‑
55%。
15.其中，所述大粒径堇青石、小粒径堇青石的比例为2:1。
16.本发明还提供一种三元正极材料生产的抗粘料匣钵的生产方法，包括以下步骤：步骤一、依重量百分比称取物料，并置于搅拌机进行搅拌至混合均匀，并经陈腐48h后得到粉料，陈腐后对粉料含水率进行测量，含水率应介于3%
‑
5%之间；步骤二、物料经传送带及自动加料装置进入匣钵模具模压成型，制成生坯；步骤三、将生坯自然晾干后，转移至烘房中烘干48h,烘烤温度控制为90
‑
100℃；步骤四、将步骤四中烘干后的匣钵产品放入高温窑内进行烧成，烧成温度1350
‑
1420℃，烧制时间9～10h，制得本发明所述一种用于三元正极材料生产的抗粘料匣钵。
17.实施例1、一种用于三元正极材料生产的匣钵配方各组分按其质量百分比计为：氮化硼3wt％、α
‑
al2o310wt％、大粒径堇青石25wt％、小粒径堇青石12.5wt％、莫来石22.5wt%、高岭土23wt%、硅微粉4wt％、另加4wt%黄糊精溶液（含水50wt%）。
材料氮化硼α
‑
al2o
3 大粒径堇青石小粒径堇青石莫来石高岭土硅微粉百分比3wt％10wt％25wt％12.5wt％22.5wt#wt%4wt％
18.一种三元正极材料生产的抗粘料匣钵的生产方法，包括以下步骤：步骤一、氮化硼3wt％、α
‑
al2o310wt％、大粒径堇青石25wt％、小粒径堇青石12.5wt％、莫来石22.5wt%、高岭土23wt%、硅微粉4wt％，另加4wt%黄糊精溶液（含水50wt%）
作为黏合剂进行混合，混合料置于搅拌机进行搅拌至混合均匀，并经陈腐48h后得到粉料。陈腐后对粉料含水率进行测量，含水率应介于3%
‑
5%之间；步骤二、物料经传送带及自动加料装置进入匣钵模具模压成型，制成生坯；步骤三、将生坯自然晾干后，转移至烘房中烘干48h, 烘烤温度控制为90
‑
100℃；步骤四、将步骤四中烘干后的匣钵产品放入高温窑内进行烧成，烧成温度1350
‑
1420℃，烧制时间 9～10h，制得本发明所述一种用于三元正极材料生产的抗粘料匣钵。
19.本实施例1制备的匣钵用于三元锂电池正极材料生产时，使用25次后， 单个匣钵粘料量为25g, 远小于常规50g的粘料量。
20.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。