[发明专利]一种碳化硅质窑具及其制造方法

说明书

本申请涉及碳化硅质窑具技术领域，具体公开了一种碳化硅质窑具及其制备方法。所述制造方法包括如下步骤：掺有氧化铝微粉的碳化硅微粉胚体在100～150℃条件下固化处理0.5～3小时得到固化的碳化硅微粉胚体；在固化的碳化硅微粉胚体的表面涂覆0.2～0.5毫米厚的碳化硅浆料，之后先在无氧环境、2000～2100℃条件下烧结处理2～4小时，后在有氧环境、1400～1500℃条件下热处理2～4小时，得到碳化硅质窑具。所述碳化硅质窑具是由上述制备方法制备而得。本申请提高了高温窑具的耐氧化性和耐氢氧化锂腐蚀性，延长了高温窑具的使用寿命。

技术领域

本申请涉及碳化硅质窑具技术领域，更具体而言，其涉及一种碳化硅质窑具及其制造方法。

背景技术

锂离子电池正极材料按结构主要分为三类：一是具有层状结构的LiMO₂(M＝Ni、Co、Mn等)正极材料及其衍生的二元、三元正极材料；二是具有尖晶石结构的LiMn₂O₄正极材料；三是具有橄榄石结构的LiMPO₄(M＝Fe、Mn等)正极材料。其中，衍生的三元正极材料LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂包含Ni、Co和Mn三种过渡金属元素。三元正极材料不仅有效的克服了LiNiO₂、LiCoO₂和LiMnO₂三种锂电池正极材料各自的缺点，而且还融合了LiNiO₂、LiCoO₂和LiMnO₂三种锂电池正极材料的优点，形成三相共熔体系，并且三元正极材料的综合性能要优于任何单一材料生产的锂电池，存在三元协同作用的效果。

三元正极材料的优势主要在于降低材料成本、提高材料安全性和结构稳定性。但是，过高的锰含量会破坏材料的层状结构，使材料的比容量降低；镍的主要作用是提升能量密度，高镍意味着三元正极材料具有更高的能量密度以及更低的钴含量。因此，高镍三元正极材料，特别是8系列以上的正极材料，具体低温性能稳定、衰减弱、能量密度优势明显、综合成本理论优势等，成为正极材料的发展趋势。

但是，高镍三元正极材料的烧结面临着大量工艺难题：(1)高镍三元正极材料必须在纯氧气氛中高温合成，要求生产窑炉必须耐氧气腐蚀；(2)高镍三元正极材料必须使用氢氧化锂作为锂源进行高温合成，而氢氧化锂容易挥发且碱性很强，要求生产窑炉必须耐氢氧化锂腐蚀；(3)用于生产高镍三元正极材料的窑炉投资高，为了提高产能，要求提高窑炉的使用寿命。因此，本申请开发一种耐氧化腐蚀、耐氢氧化锂腐蚀的高温窑具是非常关键。

发明内容

为了提高高温窑具的耐氧化性和耐氢氧化锂腐蚀性、延长高温窑具的使用寿命，本申请提供一种碳化硅质窑具及其制造方法。

第一方面，本申请提供的一种碳化硅质窑具的制造方法，采用如下的技术方案：一种碳化硅质窑具的制造方法，包括如下步骤：

掺有氧化铝微粉的碳化硅微粉胚体在100～150℃条件下固化处理0.5～3小时得到固化的碳化硅微粉胚体；其中，掺有氧化铝微粉的碳化硅微粉胚体中氧化铝微粉的用量占碳化硅微粉的用量的5～15wt％；

在固化的碳化硅微粉胚体的表面涂覆0.2～0.5毫米厚的碳化硅浆料，之后先在无氧环境、2000～2100℃条件下烧结处理2～4小时，后在有氧环境、1400～1500℃条件下热处理2～4小时，得到碳化硅质窑具；

其中，所述碳化硅浆料的粘度为600～1000pa·s，所述碳化硅浆料包括以重量份数计的水40～60份、粘结剂1～5份、碳化硅微粉40～60份。

可选的，碳化硅浆料采用浸渍提拉法涂覆在固化的碳化硅微粉胚体的表面。