一种三元材料锂电池盛烧匣钵的制备方法技术

本发明专利技术是有关于一种三元材料锂电池盛烧匣钵的制备方法，将合成莫来石作为主料，占质量总配比的70%，将合成堇青石作为主要辅料，并加入蜡混合剂，占质量总配比的30%；将主料和主要辅料依次通过制备砂粉装置进行颗粒粉碎并级配，然后通过预先装入蜡混合剂的混合制浆装置，混合搅拌均匀完成产品胚体用浆料的准备，然后通过成型装置进一步搅拌、抽取真空、排出气泡和冷却成型，然后通过排蜡装置排出产品胚体中蜡混合剂的成分，然后通过烧结装置对产品胚体进行烧结，然后通过表面处理装置对产品胚体进行内外表面处理，最后再进行干燥处理，最终能够得出三元材料锂电池盛烧匣钵。本发明专利技术提供的技术方案可有效降低匣钵成本，提高产品的质量和寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐火材料技术，主要提出。
技术介绍
随着全球工业化进程的加快，石油和煤在今后若干年会逐步耗尽，由于全球能源会越来越紧缺，开发新能源是各国解决能源危机的唯一出路。因此现在各国把锂电的开发利用作为将来可替代油、煤的新能源，抓紧制订主要内容和长期规划。锂电产业作为新能源的代表已成为国际上发展最快的行业之一。锂电电池的迅猛发展，造成锂电正极材料需求大增，电池材料产业已成为全球投资的一大热点。在我国，锂电电池材料的生产已成为新的产业聚集区。匣钵是锂电正极三元材料焙烧的关键部件，它作为装载各种电池原料的容器要在900°C至1300°C的高温下连续工作20-30小时以上，使之熔化生产出用来制造锂电电池的正极材料。由于其使用条件极其苛刻，对匣钵的使用寿命、强度、抗腐蚀性、高温性能、热振稳定性、尺寸精度等都有极其严格的要求。目前，匣钵的制备生产所采用的是以振动注浆成型制造工艺，以及自流浇注成型技术工艺。振动注浆成型是基于多孔石膏模具能够吸收水分的物理特性，将陶瓷粉料配成具有流动性的泥浆，然后注入多孔模具内(主要为石膏模)，水分在被模具(石膏)吸入后便形成了具有一定厚度的均匀泥层，脱水干燥过程中同时形成具有一定强度的坯体，振动注浆成型其特点是:适用性强，不需复杂的机械设备，只要简单的石膏模就可成型；能制出任意复杂外形和大型薄壁注件；成型技术容易掌握，生产成本低；坯体结构均匀。自流浇注成型是向陶瓷悬浮体中加入有机单体，利用催化剂和引发剂的作用使单体聚合与交联，构成三维网络，令陶瓷悬浮体原位凝固，脱模干燥后高温烧成后制得。制得的匣钵耐温高，热震稳定性好，使用寿命长。采用自流浇注成型技术生产的陶瓷匣钵结构均匀、表面质量好，热震稳定性好，增强匣钵在电池材料生产过程中的抗炸裂能力，保证了它在使用过程中的可靠性。综上所述，锂电材料盛烧用的陶瓷匣钵目前都是采用上述两种制备工艺，三元系列材料是目前技术先进的锂电材料，对盛烧匣钵要求十分高，三元材料一般在1100°c高温下熔化、结晶生产出正极材料，其使用条件苛刻、技术性能要求高，是锂电材料生产过程中的关键消耗部件，国内目前的陶瓷匣钵质量上与日本等国有很大差距，产品使用周次少、成本高，相当一部分电池材料生产企业所需的匣钵依靠进口，年进口此类匣钵需几千万元人民币以上。
技术实现思路
本专利技术提出，其方法在于采用热压注模成型法制备匣钵，不同于振动注浆成型工艺和自流浇注成型工艺，克服了目前锂电池三元材料用陶瓷匣钵制备工艺的复杂性和局限性，本专利技术所述的制造方法可有效降低匣钵成本，提闻广品的质量和寿命。本专利技术所采取的技术方案:，其具有制备砂粉装置、混合制浆装置、成型装置、排蜡装置、烧结装置、表面处理装置；所述混合制浆装置其工艺过程是:将蜡混合剂在100°c以上温度溶化，以含氧化铝的合成莫来石为主料，合成堇青石为主要辅料，将这几种原料进行合理的颗粒级配，通过制备砂粉装置进行颗粒粉碎制备成待用砂粉，将制备好的砂粉按照粒度大小，加入到搅拌机构中的蜡混合剂中，开启搅拌机构，边加入边均匀搅拌，直到将砂粉全部加完，且搅拌成均匀的浆料为止；所述成型装置其工艺过程是:砂粉经混合制浆装置的处理，形成搅拌均匀的浆料，倒入成型装置中的料斗机构，再加入到热压铸成型装置中，进一步搅拌，通过热压铸成型装置对浆料进行真空抽取，排出浆料中的气泡，将浆料挤入某种规格的型腔模具机构中，在浆料进入型腔模具机构的过程中，除了排除型腔模具机构中的空气，填满的浆料也会冷却成为固体，实现了成型的目的；所述排蜡装置其工艺过程是:将成型的产品胚体放入排蜡装置中的烤箱，将烤箱设定在300°c温度，产品胚体排出蜡混合剂的成分，从烤箱中取出产品胚体并自然冷却；再经过烧结、表面处理过程，生产出三元材料锂电池盛烧匣钵。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的，将含氧化铝质量百分比为60%的合成莫来石作为主料，占质量总配比的70%，将合成堇青石作为主要辅料，并加入蜡混合剂，占质量总配比的30% ;将重量为35kg的主料、1kg的主要辅料依次通过制备砂粉装置进行颗粒粉碎并级配得到不同目数的砂粉，然后通过预先装入重量为5kg蜡混合剂的混合制浆装置，混合搅拌均匀完成产品胚体用浆料的准备，然后通过成型装置进一步搅拌、抽取真空、排出气泡和冷却成型，然后通过排蜡装置排出产品胚体中蜡混合剂的成分，然后通过烧结装置对产品胚体进行烧结，然后通过表面处理装置对产品胚体进行内外表面处理，最后再进行干燥处理，最终能够得出三元材料锂电池盛烧匣钵。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的三元材料锂电池盛烧匣钵的制备方法，所述制备砂粉装置进行颗粒粉碎并级配后得到不同目数的砂粉的重量配比为:10目?30目:10%，30目?100目:30%，100目?180 目:20%，180 目?600 目:30%，>600 目:10%。前述的三元材料锂电池盛烧匣钵的制备方法，所述混合制浆装置的工艺过程是:开启搅拌机构，将蜡混合剂放入混合制浆装置的搅拌机构中，将温度控制在100°c以上使得蜡混合剂溶化；将经过前述制备砂粉装置已备好放在不同容器中不同目数的砂粉由细目至粗目的顺序，徐徐加入到搅拌机构的蜡混合剂中，边加入边均匀搅拌，直到将所有45kg的砂粉全部加完，且搅拌成均匀的浆料为止，将搅拌均匀的浆料倒入盛器机构中。前述的三元材料锂电池盛烧匣钵的制备方法，所述成型装置的工艺过程是:将上述盛器机构中搅拌好的浆料加热至温度90°C，倒入成型装置的料斗机构中，通过料斗机构再加入到热压注模成型机构中，进一步搅拌I小时，通过热压注模成型机构进行真空抽取，排出浆料中的气泡；将热压注模成型机构出口与型腔模具机构的进口对接，并结构定位，由热压注模成型机构控制输入压缩空气将热压注模成型机构料筒中的浆料挤入型腔模具机构中，在浆料进入型腔模具机构的过程中，排除型腔模具机构中的空气，同时填满的浆料也逐渐冷却成为固体，实现了成型的目的。前述的三元材料锂电池盛烧匣钵的制备方法，所述排蜡装置的工艺过程是:将经过成型装置处理已形成的产品胚体包埋在排蜡装置的匣钵机构中，把匣钵机构放进烤箱机构中，将烤箱机构的温度设定在300°C，匣钵机构中的产品胚体排出蜡混合剂的成分，在此过程会产生一定量的废气，配置有通风设施的烤箱机构将此废气排放出去；匣钵机构在烤箱机构中放置16小时后，将匣钵机构从烤箱机构中取出并自然冷却，再从匣钵机构中取出产品胚体待用。前述的三元材料锂电池盛烧匣钵的制备方法，所述烧结装置是将经过排蜡装置排过腊混合剂的产品胚体，放入烧结装置中温度为1250°C的高温炉，在此温度下对产品胚体进行烧结10小时，烧结结束后取出产品胚体自然冷却。前述的三元材料锂电池盛烧匣钵的制备方法，所述表面处理装置是将经过烧结装置烧结好的产品胚体进行内外表面处理，对产品胚体的内表面进行喷涂处理，喷涂材料采用特殊脱模材料，喷涂好的产品胚体再进行干燥处理后包装入库。前述的采用三元材料锂电池盛烧匣钵的制备方法的装置，该装置包括:制备砂粉装置、混合制浆装置、成型装置、排蜡装置、烧结装置和表面处理装置。前述的采用三元材料锂电池盛烧匣钵的制备方法的装置，所述混合制浆装置包括搅拌机构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三元材料锂电池盛烧匣钵的制备方法，其特征在于：将含氧化铝质量百分比为60％的合成莫来石作为主料，占质量总配比的70%，将合成堇青石作为主要辅料，并加入蜡混合剂，占质量总配比的30%；将重量为35kg的主料、10kg的主要辅料依次通过制备砂粉装置（101）进行颗粒粉碎并级配得到不同目数的砂粉，然后通过预先装入重量为5kg蜡混合剂的混合制浆装置（102），混合搅拌均匀完成产品胚体用浆料的准备，然后通过成型装置（103）进一步搅拌、抽取真空、排出气泡和冷却成型，然后通过排蜡装置（104）排出产品胚体中蜡混合剂的成分，然后通过烧结装置（105）对产品胚体进行烧结，然后通过表面处理装置（106）对产品胚体进行内外表面处理，最后再进行干燥处理，最终能够得出三元材料锂电池盛烧匣钵。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵孟喜，崔洛鸿，赵欢，
申请(专利权)人：深圳市美晶石陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44