【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池匣钵制造，具体涉及正一种正极材料匣钵及基于喷雾造粒技术的制造方法。
技术介绍
1、锂电池正极材料匣钵是一种用于锂电池正极材料烧结过程中的重要容器。在锂电池正极材料的制备过程中，匣钵作为高温烧结的容器，承载和保护正极材料，同时提供适宜的反应条件，以确保正极材料的质量和性能。
2、锂电池正极材料匣钵需要具备不污染烧成品材料、具有良好的抗侵蚀性能、热震稳定性及气氛适应性等特点。随着新型锂电池正极材料的发展，对匣钵材料的性能要求也越来越高。
3、堇青石具有热膨胀系数小和抗热震稳定性好的优点，但强度较低、荷重软化温度低，限制了其性能的发挥；莫来石则具有高温性能好，机械强度高的特点，因此莫来石-堇青石复合窑具材料受到了重视，通过在其中加入煅烧α-al2o3粉等基质材料，可以制备出具有良好的烧结性能、力学性能和热震稳定性能的匣钵材料。
4、目前行业内通常是将上述各原料干法混炼之后经陈腐、成型和烧成等步骤最终制得匣钵。上述方式制取匣钵有以下几个问题：
5、1、对模具的磨损大，匣钵的生产通常采用莫来石、堇青石、镁铝尖晶石等作为主要原料。这些原料颗粒度大小不一，硬度较高，且多为不规则形状，在压制成型过程中对模具会形成较大程度的磨损，模具磨损产生的铁杂质混杂在匣钵中，在匣钵使用时可能会污染正极材料。
6、2、匣钵制品均匀性难以控制：粉末原料的颗粒尺寸、形状和密度的异质性会导致在混合和压坯成型过程中的动力学差异，从而引起颗粒偏析。这种偏析现象会降低物料的宏观均匀性，在烧结后
7、3、匣钵制品光洁度差：如果大粒径的物料没有被充分包裹在基质中，会在制品表面形成突出，导致表面光洁度差，更容易被侵蚀掉渣，这些物质会污损锂电池正极材料，导致正极材料性能下降甚至造成安全隐患。
8、4、吸锂明显：匣钵与锂电池正极材料相接触，锂电池正极料尤其是其中的锂离子会从接触面渗透，从而导致匣钵产生吸锂现象。耐火材料匣钵的气孔孔径对锂离子渗透行为有显著影响，显气孔率越高，其抗渗透性能通常越差，高气孔率意味着更多的渗透通道，从而增加了锂离子渗透的可能性。通常为了提高锂离子电池正极材料的质量和稳定性，需要选择具有较小气孔孔径的耐火材料匣钵。但在常规莫来石-堇青石匣钵中，为保持较好的热震稳定性，通常具有较大的气孔率，从而导致锂离子对匣钵的渗透明显。部分正极材料厂家在新匣钵前1-2次的生产中，正极材料会由于匣钵吸锂导致锂较大范围流失，从而影响到正极材料的性能。
9、正是由于上述问题，在锂电池正极材料生产过程中，匣钵属于耗材，以生产钴酸锂的匣钵为例，大部分寿命在15次左右，通过工艺参数调控或者针对不同正极材料类别，寿命不会有太大变化，因此，需要频繁更换；因此，如何能够提高匣钵的寿命和所生产正极材料的质量仍然值得研究。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺点，本专利技术的目的之一是提供一种基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，减少对匣钵制造模具的磨损。
2、本专利技术的另一目的是提供一种正极材料匣钵，采用上述制备方法所制备得到，所得匣钵稳定性好、循环使用次数高，能大幅度降低正极材料生产成本。
3、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
4、一方面，本专利技术提供一种基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，包括以下步骤：
5、s1、a料配置：将硅酸铝钾（kalsio4）、莫来石、堇青石和钛酸铝干混至均匀，得到第一干混料；
6、将有机粘结剂溶解在水中，加入第一干混料后搅拌均匀，之后静置一段时间，得到浆状的a料，其中，莫来石、堇青石和钛酸铝均为中等粒径物料，硅酸铝钾为小颗粒粒径物料；
7、s2、b料配置：堇青石、滑石、二氧化锆、高岭土和三氧化二铝按比例干混至均匀，得到第二干混料，其中，堇青石为中等粒径物料，滑石、二氧化锆、高岭土和三氧化二铝均为小粒径物料；
8、将无机粘结剂溶解在水中，加入第二干混料后搅拌均匀，得到浆状的b料；
9、s3、将b料加入水稀释，然后加入a料，搅拌均匀后，得到混合浆料；
10、s4、将混合浆料通过喷雾干燥造粒，得到颗粒物料；
11、s5、将颗粒物料通过干压成型制得匣钵坯体；
12、s6、将匣钵坯体高温烧结，得到正极材料匣钵。
13、进一步地，步骤s1中，第一干混料中，莫来石、堇青石和钛酸铝的粒径为100目，硅酸铝钾的粒径为300目。
14、进一步地，步骤s1中，a料中的配比以质量分数计为：莫来石45%-60%、钛酸铝5%-8%、硅酸铝钾5-6%、堇青石3%-5%、有机粘结剂1-2%、水35%-40%。
15、进一步地，所述有机粘结剂为羧甲基纤维素钠和或黄糊精；所述无机粘结剂为三聚磷酸钠。
16、进一步地，步骤s2中，第二干混料中，堇青石的粒径为100目，滑石、三氧化二铝和二氧化锆的粒径均为325目，高岭土的粒径为250目。
17、进一步地，步骤s2中，b料中的配比以质量分数计为：堇青石15%-20%、滑石10%-20%、二氧化锆3%-8%、三氧化二铝20%-25%、高岭土8%-10%、无机粘结剂1-2%、水35%-45%。
18、进一步地，步骤s3中，制备混合浆料时，质量配比为a料、b料、水分别取1：0.8-1.2：0.4-0.6。
19、进一步地，步骤s4中，喷雾干燥造粒过程中，喷雾干燥器的进风温度控制在200℃-300℃，雾化压力控制在0.5-1.5mpa，所造出物料的粒径为0.5-1mm。
20、进一步地，步骤s4中，喷雾干燥造粒后，颗粒含水量为5%-6%。
21、进一步地，步骤s6中，高温烧结时，烧结阶段窖温1330-1390℃。
22、另一方面，本专利技术提供一种正极材料匣钵，采用上述匣钵制备方法所制备得到。
23、本专利技术上述配方是基于常规莫来石-堇青石质匣钵的配方体系改进，结合喷雾造粒技术，降低匣钵制造成本，提高匣钵的使用寿命；本专利技术的配料原理如下：
24、本专利技术中a料配制过程中，以莫来石为主料，配以少量的钛酸铝、硅酸铝钾和堇青石，采用中等粒径物料的莫来石与小粒径物料的硅酸铝钾混合后，由于硅酸铝钾数量较少，颗粒较小，会吸附在莫来石表面，并与少量堇青石和钛酸铝相接触，之后添加的少量水及羧甲基纤维素钠会使硅酸铝钾完全吸附于莫来石表面，并将莫来石与少量堇青石、钛酸铝一起包覆，形成稳定的类核壳结构。
25、本专利技术b料配制过程中，以堇青石、滑石和三氧化二铝为主料，配以少量的二氧化锆和高岭土，通过无机粘结剂三聚磷酸钠使中等粒的堇青石和小本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，第一干混料中，莫来石、堇青石和钛酸铝的粒径为100目，硅酸铝钾的粒径为300目。
3.根据权利要求1所述基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，A料中的配比以质量分数计为：莫来石45%-60%、钛酸铝5%-8%、硅酸铝钾5-6%、堇青石3%-5%、有机粘结剂1-2%、水35%-40%。
4.根据权利要求1所述基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，所述有机粘结剂为羧甲基纤维素钠和或黄糊精；所述无机粘结剂为三聚磷酸钠。
5.根据权利要求1所述基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，第二干混料中，堇青石的粒径为100目，滑石、三氧化二铝和二氧化锆的粒径均为325目，高岭土的粒径为250目。
6.根据权利要求1所述基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，B料中的配比以质量分数计为：堇青石15%-20%、滑石10%-20%、二氧化锆3%-8%、三氧化二铝20%-25%、高岭土8%-
7.根据权利要求1所述基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，制备混合浆料时，质量配比为A料、B料、水分别取1：0.8-1.2：0.4-0.6。
8.根据权利要求1所述基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，喷雾干燥造粒过程中，喷雾干燥器的进风温度控制在200℃-300℃，雾化压力控制在0.5-1.5MPa。
9.根据权利要求1所述基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，高温烧结时，烧结阶段窖温1330-1390℃。
10.一种正极材料匣钵，其特征在于，采用权利要求1-9任意一项所述匣钵制备方法所制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，第一干混料中，莫来石、堇青石和钛酸铝的粒径为100目，硅酸铝钾的粒径为300目。
3.根据权利要求1所述基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，a料中的配比以质量分数计为：莫来石45%-60%、钛酸铝5%-8%、硅酸铝钾5-6%、堇青石3%-5%、有机粘结剂1-2%、水35%-40%。
4.根据权利要求1所述基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，所述有机粘结剂为羧甲基纤维素钠和或黄糊精；所述无机粘结剂为三聚磷酸钠。
5.根据权利要求1所述基于喷雾造粒技术的匣钵制造方法，其特征在于，第二干混料中，堇青石的粒径为100目，滑石、三氧化二铝和二氧化锆的粒径均为325目，高岭土的粒径为250目。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪江福，
申请(专利权)人：湖南荣晟昌新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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