一种高成品率的锂电池正极材料用匣钵及制造方法与流程

1.本发明涉及匣钵制造技术领域，具体为一种高成品率的锂电池正极材料用匣钵及制造方法。


背景技术：

2.锂离子电池是在锂电池的基础上发展起来的一种新型绿色高能电池，是新一代绿色环保电池，广泛应用于移动通讯、军事、航空航天和信息科学领域。锂离子正极材料是构成锂离子电池的主要部分，在锂离子正极材料的实际生产中，高温固相合成法因其工艺简单和对设备要求低而得到广泛应用。它是将所需原料直接以固态形式，通过机械搅拌、球磨或压片等方式混合，经高温焙烧、冷却和破碎等工艺，最后得到所需产品。匣钵作为高温焙烧过程中的盛装容器，在使用过程中主要因反复的冷热温差以及正极原料的侵蚀出现破损。随着锂电池材料需求量日益增大，高电压方向的发展趋势，对匣钵的性能特别是热震稳定性和抗侵蚀性提出了更加苛刻的要求。
3.传统的锂电池正极材料用匣钵的材料组成和工艺步骤限定了匣钵的成品率和使用寿命。匣钵的质量与匣钵的工艺步骤有着直接的关系。目前的匣钵制造方法工艺复杂，成品率低，有必要进行改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高成品率的锂电池正极材料用匣钵及制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高成品率的锂电池正极材料用匣钵,匣钵包括钵体和保护涂层，保护涂层喷涂于钵体表面，钵体组分按重量份数包括莫来石10-20份、刚玉微粉4-10份、氧化锆微粉8-18份、硅微粉3-9份及结合剂4-10份；保护涂层组分按重量份数包括碳纤维2-4份、聚丙烯酸酯20-30份、硅藻土10-20份、碳化硅粉末5-10份。
6.优选的，所述钵体组分优选的成分配比包括莫来石15份、刚玉微粉7份、氧化锆微粉13份、硅微粉6份及结合剂7份；保护涂层组分优选的成分配比包括碳纤维3份、聚丙烯酸酯25份、硅藻土15份、碳化硅粉末8份。
7.优选的，所述结合剂由20％氧化钙、20％二氧化硅、30％氧化镁、30％碳酸锂组成。
8.优选的，其制造方法包括以下步骤：
9.a、将莫来石、刚玉微粉、氧化锆微粉、硅微粉及结合剂混合后加入搅拌罐中搅拌，得到浆料；
10.b、将浆料注入模具中，并冲压成型得到坯料；
11.c、将坯料送入煅烧炉中煅烧，之后冷却至室温，得到钵体；
12.d、将碳纤维、聚丙烯酸酯、硅藻土、碳化硅粉末混合后加入水，充分搅拌混合得到保护涂层；
13.e、将保护涂层喷涂于钵体表面，再将钵体进行干燥，即得到匣钵。
14.优选的，所述步骤a中搅拌速率为800-1200转/分，时间为40min-50min。
15.优选的，所述步骤c中煅烧温度为1800-2100℃，时间为3h-4h。
16.优选的，所述步骤e中干燥温度为100-120℃，时间为60min-80min。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制造方法简单，制得的匣钵钵具有高成品率、高寿命、耐腐蚀性能，能够延长锂电池正极材料的使用寿命。
具体实施方式
18.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.本发明提供如下技术方案：一种高成品率的锂电池正极材料用匣钵,匣钵包括钵体和保护涂层，保护涂层喷涂于钵体表面，钵体组分按重量份数包括莫来石10-20份、刚玉微粉4-10份、氧化锆微粉8-18份、硅微粉3-9份及结合剂4-10份，结合剂由20％氧化钙、20％二氧化硅、30％氧化镁、30％碳酸锂组成；保护涂层组分按重量份数包括碳纤维2-4份、聚丙烯酸酯20-30份、硅藻土10-20份、碳化硅粉末5-10份。
20.实施例一：
21.钵体组分按重量份数包括莫来石10份、刚玉微粉4份、氧化锆微粉8份、硅微粉3份及结合剂4份；保护涂层组分按重量份数包括碳纤维2份、聚丙烯酸酯20份、硅藻土10份、碳化硅粉末5份。
22.本实施例的制造方法包括以下步骤：
23.a、将莫来石、刚玉微粉、氧化锆微粉、硅微粉及结合剂混合后加入搅拌罐中搅拌，得到浆料；
24.b、将浆料注入模具中，并冲压成型得到坯料；
25.c、将坯料送入煅烧炉中煅烧，之后冷却至室温，得到钵体；
26.d、将碳纤维、聚丙烯酸酯、硅藻土、碳化硅粉末混合后加入水，充分搅拌混合得到保护涂层；
27.e、将保护涂层喷涂于钵体表面，再将钵体进行干燥，即得到匣钵。
28.本实施例中，步骤a中搅拌速率为800转/分，时间为40min。
29.本实施例中，步骤c中煅烧温度为1800℃，时间为3h。
30.本实施例中，步骤e中干燥温度为100℃，时间为60min。
31.实施例二：
32.钵体组分按重量份数包括莫来石20份、刚玉微粉10份、氧化锆微粉18份、硅微粉9份及结合剂10份；保护涂层组分按重量份数包括碳纤维4份、聚丙烯酸酯30份、硅藻土20份、碳化硅粉末10份。
33.本实施例的制造方法包括以下步骤：
34.a、将莫来石、刚玉微粉、氧化锆微粉、硅微粉及结合剂混合后加入搅拌罐中搅拌，得到浆料；
35.b、将浆料注入模具中，并冲压成型得到坯料；
36.c、将坯料送入煅烧炉中煅烧，之后冷却至室温，得到钵体；
37.d、将碳纤维、聚丙烯酸酯、硅藻土、碳化硅粉末混合后加入水，充分搅拌混合得到保护涂层；
38.e、将保护涂层喷涂于钵体表面，再将钵体进行干燥，即得到匣钵。
39.本实施例中，步骤a中搅拌速率为1200转/分，时间为50min。
40.本实施例中，步骤c中煅烧温度为2100℃，时间为4h。
41.本实施例中，步骤e中干燥温度为120℃，时间为80min。
42.实施例三：
43.钵体组分按重量份数包括莫来石12份、刚玉微粉6份、氧化锆微粉10份、硅微粉4份及结合剂5份；保护涂层组分按重量份数包括碳纤维3份、聚丙烯酸酯22份、硅藻土12份、碳化硅粉末7份。
44.本实施例的制造方法包括以下步骤：
45.a、将莫来石、刚玉微粉、氧化锆微粉、硅微粉及结合剂混合后加入搅拌罐中搅拌，得到浆料；
46.b、将浆料注入模具中，并冲压成型得到坯料；
47.c、将坯料送入煅烧炉中煅烧，之后冷却至室温，得到钵体；
48.d、将碳纤维、聚丙烯酸酯、硅藻土、碳化硅粉末混合后加入水，充分搅拌混合得到保护涂层；
49.e、将保护涂层喷涂于钵体表面，再将钵体进行干燥，即得到匣钵。
50.本实施例中，步骤a中搅拌速率为900转/分，时间为42min。
51.本实施例中，步骤c中煅烧温度为1900℃，时间为3h。
52.本实施例中，步骤e中干燥温度为105℃，时间为65min。
53.实施例四：
54.钵体组分按重量份数包括莫来石18份、刚玉微粉9份、氧化锆微粉16份、硅微粉8份及结合剂9份；保护涂层组分按重量份数包括碳纤维3份、聚丙烯酸酯26份、硅藻土16份、碳化硅粉末8份。
55.本实施例的制造方法包括以下步骤：
56.a、将莫来石、刚玉微粉、氧化锆微粉、硅微粉及结合剂混合后加入搅拌罐中搅拌，得到浆料；
57.b、将浆料注入模具中，并冲压成型得到坯料；
58.c、将坯料送入煅烧炉中煅烧，之后冷却至室温，得到钵体；
59.d、将碳纤维、聚丙烯酸酯、硅藻土、碳化硅粉末混合后加入水，充分搅拌混合得到保护涂层；
60.e、将保护涂层喷涂于钵体表面，再将钵体进行干燥，即得到匣钵。
61.本实施例中，步骤a中搅拌速率为1100转/分，时间为48min。
62.本实施例中，步骤c中煅烧温度为2000℃，时间为4h。
63.本实施例中，步骤e中干燥温度为115℃，时间为75min。
64.实施例五：
65.钵体组分优选的成分配比包括莫来石15份、刚玉微粉7份、氧化锆微粉13份、硅微粉6份及结合剂7份；保护涂层组分优选的成分配比包括碳纤维3份、聚丙烯酸酯25份、硅藻土15份、碳化硅粉末8份。
66.本实施例的制造方法包括以下步骤：
67.a、将莫来石、刚玉微粉、氧化锆微粉、硅微粉及结合剂混合后加入搅拌罐中搅拌，得到浆料；
68.b、将浆料注入模具中，并冲压成型得到坯料；
69.c、将坯料送入煅烧炉中煅烧，之后冷却至室温，得到钵体；
70.d、将碳纤维、聚丙烯酸酯、硅藻土、碳化硅粉末混合后加入水，充分搅拌混合得到保护涂层；
71.e、将保护涂层喷涂于钵体表面，再将钵体进行干燥，即得到匣钵。
72.本实施例中，步骤a中搅拌速率为1000转/分，时间为45min。
73.本实施例中，步骤c中煅烧温度为2000℃，时间为3h。
74.本实施例中，步骤e中干燥温度为110℃，时间为70min。
75.实验例：
76.采用本发明各实施例制成的匣钵进行性能测试，得到数据如下表：
[0077] 成品率(％)实施例一97.2实施例二97.5实施例三97.9实施例四97.8实施例五98.2
[0078]
综上所述，本发明制造方法简单，制得的匣钵钵具有高成品率、高寿命、耐腐蚀性能，能够延长锂电池正极材料的使用寿命。
[0079]
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。