[发明专利]一种锂电动力电池正极材料用高耐用性窑具的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂电动力电池正极材料用高耐用性窑具的制备方法，窑具的内外层分别采用不同材质；将外层的基底层与内层的抗腐蚀层叠压成型，再进行烧成处理；采用叠压一体成型技术，实现基底层和抗腐蚀层的一次成型，保证坯体结合力强，成品率高，成本低；内外层的设计，既可以利用外层取得良好的耐热性能，又可以利用内层获得强抗碱性，在不牺牲力学强度的前提下，达到窑具重量与耐腐蚀性能的兼顾。

技术领域

本发明涉及锂电技术领域，尤其涉及一种锂电动力电池正极材料用高耐用性窑具的制备方法。

背景技术

随着锂电新能源汽车对续航里程要求的标准的进一步提升，相应的对动力电池的容量提出更高的要求，因此对动力电池容量起决定意义的正极材料性能的提升就成为至关重要的一环。目前高端的动力电池首选高镍三元体系，而且为了满足新能源汽车厂商对动力电池能量密度的最大限度的追求，全球各大知名的正极材料生产商对正极材料相应的材料体系和制备工艺相比常规动力三元有巨大的改进，主要凸显在两个方面：一是三元体系走向高镍化(比如811体系或者更高体系)；二是锂源的引入采取活性更强、碱性更大的氢氧化锂来取代之前的碳酸锂作为锂源材料。正是由于这两方面的变化，对用于承载正极材料烧成的高温窑具面临严峻的高温抗强碱腐蚀性能的挑战，传统匣钵在此种情况下的使用寿命仅为2～3次，这不仅增加了正极材料的生产消耗成本，同时增加了正极材料厂的生产管控难度，加大了生产工人的劳动强度，降低了生产效率，甚至会因为匣钵材料的腐蚀脱落导致正极材料受污染影响电池的性能。因此，研制一种适应当前锂电动力正极材料工艺体系要求的高耐久性的窑具对正极材料的品质提升和成本控制具有非常重要的作用。

锂电池正极材料合成过程中所用的容器一般为刚玉质、莫来石质、石英质和堇青石质耐高温容器。其中堇青石质和刚玉质容器用的最多，通过适当增加匣钵材质中的高铝原料基本可以同步满足常规三元体系正极材料体系和工艺，包括后来的622或者811体系，但是随着新一代高镍三元工艺的升级，传统的单纯提高铝含量和增加碱性耐火原料的匣钵渐渐的不适应了，原因有两点：一是，如果大量提高高铝含量的原料成分会导致匣钵自身重量过大(规格330*330*100的匣钵重量超过8公斤)，导致窑炉棍棒承载压力过大，造成装载量降低和“断棒、拱炉”的严重后果；二是，新工艺体系中采用了氢氧化锂为锂源，活性更强，碱性更大，使得三元前驱体体系PH值高达13以上，高温烧成过程中对匣钵的腐蚀情况极据增加，99％含量纯氧化铝都不能满足抗碱性腐蚀性要求。因此必须对匣钵的材料体系进行重新设计，同时改进匣钵的制造工艺，既满足抗腐蚀性能的要求，同时还要满足窑炉热工对匣钵重量、尺寸等方面的要求。所以有必要发明一种可以有效减轻自重、防腐蚀性能优异的锂电动力电池正极材料用高耐用性窑具的制备方法。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可以有效减轻自重、防腐蚀性能优异的锂电动力电池正极材料用高耐用性窑具的制备方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种锂电动力电池正极材料用高耐用性窑具的制备方法，窑具的内外层分别采用不同材质；将外层的基底层与内层的抗腐蚀层叠压成型，再进行烧成处理。

进一步地，所述抗腐蚀层设置在所述基底层的内侧底部，厚度为3-5mm。

进一步地，所述基底层为堇青石、莫来石和高岭土的混合物。

进一步地，所述堇青石、莫来石和高岭土的质量分数分别为35％、40％、25％。

进一步地，所述抗腐蚀层在烧成前的原材料为高铝类耐高温材料、偏碱性耐高温材料和辅助反应材料的混合物；所述辅助反应材料包括氧化锆、二氧化钛、活性氧化铝、轻质氧化镁粉中的任一种或多种的组合。

进一步地，所述高铝类耐高温材料包括板状刚玉。

进一步地，所述偏碱性耐高温材料包括铝镁尖晶石。