[发明专利]基于镁铝尖晶石溶胶的锂电池正极材料烧结用匣钵及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于镁铝尖晶石溶胶的锂电池正极材料烧结用匣钵及其制备方法。其技术方案是：将20～25wt％的硝酸镁、15～20wt％的硝酸铝和60～61wt％的工业酒精混合，搅拌，得镁铝尖晶石溶胶。将25～30wt％的莫来石、25～30wt％的堇青石、25～30wt％的红柱石、3～7wt％的所述镁铝尖晶石溶胶、4～7wt％的广西白泥和2～7wt％的硅微粉混合，得混合料。将混合料机压成型，在90～110℃条件下干燥，在1300℃～1400℃条件下保温3～4h，制得基于镁铝尖晶石溶胶的锂电池正极材料烧结用匣钵。本发明具有工艺简单、生产周期短、易于工业化生产和成品率高的特点；所制备的基于镁铝尖晶石溶胶的锂电池正极材料烧结用匣钵强度高、使用寿命长、抗热震性好和抗侵蚀性优良。

技术领域

本发明属锂电池正极材料烧结用匣钵技术领域。特别涉及一种基于镁铝尖晶石溶胶的锂电池正极材料烧结用匣钵及其制备方法。

背景技术

锂电池主要由正极、负极、电解液与隔膜组成，其中正极材料成本占比较大，锂电池正极材料是由液态碳酸锂与碳酸钴在匣钵中于不同温度制度下烧成，现有匣钵主要由于碳酸锂与碳酸钴侵蚀导致接触表面结皮而无法继续使用。匣钵属于不可回收产品，用后即弃，因此增加匣钵的使用寿命对于环境保护与资源节约有着重要的意义。

“一种方石英-莫来石复合材料及制备方法”(CN1459430A)专利技术，该技术以铝矾土、煤矸石和无水乙醇为原料，在高温下烧制而成，虽然具有较低成本与高附加值，但是由于材料中所形成的物相都易与锂电池正极材料发生反应，导致材料抗侵蚀能力差和使用寿命短。

“一种新能源汽车电子陶瓷用烧结匣钵及其制作方法”(CN106630977A)专利技术，该技术以刚玉砂、高岭土、腐殖酸钠和二氧化锆为原料，通过干压成型后高温烧成，虽有较高的强度，但由于物相单一，导致材料的热震性能较低。

“一种生产匣钵的原料配方”(CN1240775A)专利技术，该技术以地石、焦宝石、紫母节、内蒙土、石英玻璃、化石粉和生石粉为原料，通过球磨机混磨虽使原料成分均匀，但过多的杂质导致生成的液相量较高，使得材料的强度低。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单、生产周期短、成品率高和易于工业化生产的基于镁铝尖晶石溶胶的锂电池正极材料烧结用匣钵的制备方法，用该方法制备的基于镁铝尖晶石溶胶的锂电池正极材料烧结用匣钵强度高、使用寿命长、抗热震性能好和抗侵蚀性能优良。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

步骤一、将20～25wt％的硝酸镁、15～20wt％的硝酸铝和60～61wt％的工业酒精混合，在60℃条件下搅拌1～1.5h，即得镁铝尖晶石溶胶。

步骤二、将25～30wt％的莫来石颗粒、25～30wt％的堇青石颗粒、25～30wt％的红柱石颗粒、3～7wt％的所述镁铝尖晶石溶胶、4～7wt％的广西白泥和2～7wt％的硅微粉混合，搅拌8～10min，即得混合料。

步骤三、将所述混合料在100～120MPa条件下机压成型，在90～110℃条件下干燥20～25h，然后在1300℃～1400℃条件下保温3～4h，制得基于镁铝尖晶石溶胶的锂电池正极材料烧结用匣钵。

所述硝酸镁的纯度为工业纯。

所述硝酸铝的纯度为工业纯。

所述莫来石颗粒的化学成分是：Al₂O₃≥61.8wt％，SiO₂≥36.5wt％，Fe₂O₃≥1.01wt％；所述莫来石颗粒的密度为2.88～2.98g/cm³，莫来石颗粒的粒度≤3mm。