本发明涉及耐火材料领域，具体而言，涉及一种复合匣钵、制备方法及其应用。
背景技术：
目前，钴酸锂和三元锂电池是国内目前广泛使用锂电池的正极材料，而大部分的正极材料的生产都是在耐火窑炉中以高温固相合成法制成，在合成过程中，承烧用的匣钵材料一般为堇青石、莫来石、石英和刚玉质为主，在这些材料中以堇青石复合莫来石质匣钵的产品应用最广。该类型匣钵是以堇青石、莫来石、以及刚玉为原料，加入部分粘土及微粉作为结合剂，在高吨位压机下压制成型，经常温养护后，再入耐火窑炉进行高温烧成制得产品。并且，国内外匣钵消耗的平均指标是每吨正极材料消耗200-300公斤，用量非常大。
传统工艺制备的莫来石堇青石质匣钵具有诸多缺点，首先，传统的莫来石堇青石质匣钵的气孔率高、体积密度小，内部杂质成分高易与锂电池中的活性元素高温下发生化学反应从而造成匣钵的寿命不长并且容易被腐蚀，腐蚀造成匣钵的剥落掉入锂电池正极材料中去，影响电池纯度；其次，机压成型过程中为了保证成型性能，必须加入高岭土及硅微粉类结合剂，而该类结合剂在高温下极易与锂电池中的锂元素发生化学反应影响匣钵的使用寿命。上述因素最终导致匣钵耐腐型性不强、寿命短、热震稳定性差且多次使用容易污染电池原料。
匣钵经过冷热重复使用，绝大部分的匣钵不会超过20次，一般也就在15次左右就会报废。造成这种情况的原因有两个：一是匣钵在高温窑炉中循环使用；二是高温下正极材料对匣钵的侵蚀所造成的剥落。在实际生产中，往往是两个因素的综合影响造成匣钵使用寿命不高。锂电池的正极材料先对匣钵腐蚀，尤其是高温下的锂氧化物具有非常高的活性，会跟匣钵中的耐火材料反应，高温下生成类似玻璃态的液相，这些液相成分在黏度的变化下不断的冲蚀匣钵的固相表面，而匣钵表面的气孔也会为这些腐蚀物提供通道，随着时间的积累，类似玻璃态的碱金属氧化物不断地往匣钵深处渗透，这个通道越来越深，侵蚀产生的杂质越来越多，生成锂霞石、硅酸锂、硅铝酸锂等低熔矿相，再加上匣钵在窑炉内的进进出出，杂质矿相的膨胀系数跟匣钵有较大差异，冷热交替从而造成匣钵表面的剥落、开裂等现象，从而影响了匣钵的使用寿命。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种复合匣钵，该复合匣钵具有成本低、耐腐蚀性好和使用寿命长的优点。
本发明的第二目的在于提供一种复合匣钵的制备方法，该方法工艺步骤科学合理、加工简便、适合工业化生产，制备得到的复合匣钵具有成本低、性价比高、耐腐蚀性好和使用寿命长的优点。
本发明的第三目的在于提供一种上述复合匣钵在锂离子电池正极材料生产中的应用，能够有效降低锂离子电池正极材料的生产成本。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种复合匣钵，包括底料和面料，所述底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土8-16份、滑石6-10份、α-氧化铝3-8份、高铝矾土20-30份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土6-14份、粒径不大于1mm的焦宝石25-35份和粒径为1-2mm的焦宝石5-15份；
所述面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝25-35份、粒径不大于1mm的刚玉15-25份、粒径不大于46.9μm的刚玉20-30份、钛白粉8-12份、α-氧化铝12-16份、氧化镁0.5-1.5份和黄糊精2-4份。
作为进一步优选的技术方案，所述底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土10-15份、滑石6-9份、α-氧化铝4-7份、高铝矾土22-28份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土7-12份、粒径不大于1mm的焦宝石27-33份和粒径为1-2mm的焦宝石6-13份；
所述面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝27-33份、粒径不大于1mm的刚玉16-23份、粒径不大于46.9μm的刚玉21-28份、钛白粉8-11份、α-氧化铝12-15份、氧化镁0.6-1.4份和黄糊精2-3份。
作为进一步优选的技术方案，所述底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土10-14份、滑石7-9份、α-氧化铝4-6份、高铝矾土23-28份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土8-12份、粒径不大于1mm的焦宝石27-32份和粒径为1-2mm的焦宝石6-12份；
所述面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝27-32份、粒径不大于1mm的刚玉16-22份、粒径不大于46.9μm的刚玉22-28份、钛白粉9-11份、α-氧化铝13-15份、氧化镁0.7-1.3份和黄糊精2-3份。
作为进一步优选的技术方案，所述底料和面料的质量比为7-9:1-3。
作为进一步优选的技术方案，将粒径不大于1mm的刚玉替换为粒径不大于1mm的尖晶石，将粒径不大于46.9μm的刚玉替换为粒径不大于46.9μm的尖晶石。
本发明还提供了一种上述复合匣钵的制备方法，包括以下步骤：
(a)将配方量的底料原料混合均匀，然后加入结合剂再次混合均匀得底料混合料；
(b)将配方量的面料原料混合均匀，然后加入结合剂再次混合均匀得面料混合料；
(c)依次向模具中加入底料混合料和面料混合料，然后成型得到坯料，坯料经养护、干燥和烧成即得所述复合匣钵。
作为进一步优选的技术方案，所述结合剂包括纸浆废液，所述纸浆废液的加入量为8％-12％。
作为进一步优选的技术方案，养护的时间为10-14小时。
作为进一步优选的技术方案，烧成的温度为1360-1410℃，保温时间为3-5小时。
本发明还提供了一种上述复合匣钵在锂离子电池正极材料生产中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的复合匣钵包括底料和面料，底料主要由高岭土、滑石、α-氧化铝、高铝矾土、特定粒径的高铝矾土和特定粒径的焦宝石制备而成，以上底料原料来源丰富、价格低廉，因此上述底料的成本较低；面料主要由特定粒径的钛酸铝、特定粒径的刚玉、钛白粉、α-氧化铝、氧化镁和黄糊精制备而成，各面料原料相互配合，使其具有良好的耐腐蚀性。上述复合匣钵不但成本较低、耐腐蚀性好，特定种类以及粒径的原料使得底料和面料之间的热膨胀系数相匹配，保证匣钵具有很小的热膨胀系数、抗热冲击性能强，并且匣钵在使用过程中不易出现氧化、分解、合成等化学反应，化学稳定性好，且不易变形，尺寸稳定性好，匣钵内的压力较为稳定，不易出现破裂，因此，匣钵具有使用寿命长和使用成本低的优点。
本发明提供的复合匣钵的制备方法工艺步骤科学合理，先分别制备得到底料混合料和面料混合料，然后依次向模具中加入底料混合料和面料混合料，最后经成型、养护、干燥和烧成即可，加工简便，适合工业化生产，制备得到的复合匣钵具有成本低、性价比高、耐腐蚀性好和使用寿命长的优点。
将上述复合匣钵应用于锂离子电池正极材料生产中，由于该复合匣钵具有成本低、性价比高、耐腐蚀性好和使用寿命长的优点，因此能够有效降低锂离子电池正极材料的生产成本。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
本发明提供了一种复合匣钵，包括底料和面料，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土8-16份、滑石6-10份、α-氧化铝3-8份、高铝矾土20-30份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土6-14份、粒径不大于1mm的焦宝石25-35份和粒径为1-2mm的焦宝石5-15份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝25-35份、粒径不大于1mm的刚玉15-25份、粒径不大于46.9μm的刚玉20-30份、钛白粉8-12份、α-氧化铝12-16份、氧化镁0.5-1.5份和黄糊精2-4份。
底料：
高岭土是一种非金属矿产，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩。高岭石的晶体化学式为2SiO2·Al2O3·2H2O，其理论化学组成为46.54％的SiO2，39.5％的Al2O3，13.96％的H2O。我国有五大高岭土矿产地：(1)湖南省衡阳县界牌镇高岭土，(2)茂名地区高岭土，(3)龙岩高岭土，(4)苏州阳山高岭土，(5)合浦高岭土，(6)北方煤系高岭土。本发明的高岭土优选为苏州阳山高岭土，又称苏州泥，其质地纯净，化学成分十分接近高岭石的理论成分，Al2O3含量可高达39％左右，颜色洁白、颗粒细腻。本发明的底料中，按质量份数计，高岭土典型但非限制性的含量为8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份或16份。
滑石是热液蚀变矿物，属于三八面体矿物，其结构式为(Mg6)[Si8]O20(OH)4。滑石一般呈块状、叶片状、纤维状或放射状，质地非常软，并且具有滑腻的手感，可做为耐火材料使用。本发明的底料中，按质量份数计，滑石典型但非限制性的含量为6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份。
α-氧化铝是所有氧化铝中最稳定的物相，粒度分布均匀、纯度高、高分散，其比表面积低，具有耐高温的惰性。本发明的底料中，按质量份数计，α-氧化铝典型但非限制性的含量为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份或8份。
高铝矾土，高铝料简称。高铝料的主要矿物是水铝石和高铝硅石，水铝石含量随着三氧化二铝与二氧化硅的比例的提高而增多；次要的矿物为金红石、揭铁矿等；有时还含有少量的波美石和迪开石。用高铝矾土熟料制造的各种高铝砖可作为耐火或防腐材料使用。本发明的底料中，按质量份数计，高铝矾土典型但非限制性的含量为20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份。
本发明的底料中，按质量份数计，粒径不大于0.5mm的高铝矾土典型但非限制性的含量为6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份或14份。
焦宝石是一种优质硬质耐火粘土，生矿呈灰白、灰、灰黑色，组织结构细密，硬度较大，遇水不分散，可塑性很低，贝壳状断口。我们所说的焦宝石一般指的是熟焦宝石(CALCINED CLaY)，它是焦宝石原矿经高温煅烧后形成的，煅烧后的焦宝石Al2O3含量在44％左右、Fe2O3不大于2％，成分稳定、质地均匀、结构致密、吸水率低、断面呈贝壳状、白色，用于生产优质粘土质耐火材料。
本发明的底料中，按质量份数计，粒径不大于1mm的焦宝石典型但非限制性的含量为25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份或35份；粒径为1-2mm的焦宝石典型但非限制性的含量为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。
面料：
钛酸铝，分子式为Al2TiO5，是一种集低热膨胀系数和高熔点为一体的新型材料，其熔点高(1860±10℃)、热膨胀系数小(α<1.5×10℃)，甚至可以出现负膨胀，是目前低膨胀材料中耐高温性能最好的一种。钛酸铝主要以离子键和共价键作为结合键，从显微结构和状态上来看，内部有晶体相和气孔，这就决定了钛酸铝具有金属材料和高分子材料所不具备的导热系数低、抗渣、耐碱、耐蚀、对多种金属以及玻璃有不浸润的优点，因此在耐磨损、耐高温、抗碱、抗腐蚀等条件苛刻的环境下具有广泛的应用，尤其是要求高抗热震的场合。本发明的面料中，按质量份数计，粒径不大于1.5mm的钛酸铝典型但非限制性的含量为25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份或35份。
刚玉的主要成分是氧化铝，此外还含有微量的杂质元素。刚玉可做磨料和耐火材料，纯度较高的为白色叫白刚玉，含有少量杂质的为棕色叫棕刚玉。刚玉的体积密度高，具有良好的耐腐蚀性。上述刚玉优选为电熔刚玉，电熔刚玉是以工业氧化铝或煅烧氧化铝为原料，在电弧炉内高温融化而成，是制作高档耐火材料的重要原料，电熔刚玉中二氧化铝含量高(电熔棕刚玉的氧化铝含量大于94.5％，白刚玉的氧化铝含量大于98％)、刚玉晶粒完整粗大、化学稳定性高。
本发明的面料中，按质量份数计，粒径不大于1mm的刚玉典型但非限制性的含量为15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份或25份；粒径不大于46.9μm的刚玉典型但非限制性的含量为20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份。
钛白粉是主要成分为二氧化钛(TiO2)的白色颜料。在常用的白色颜料中，二氧化钛的相对密度最小，同等质量的白色颜料中，二氧化钛的表面积最大，颜料体积最高。二氧化钛属于热稳定性好的物质，耐候性强，具有纯度高、粒度均匀、折射率高，有优良的耐高温性，在1200℃高温条件下保持1小时不变灰的特性。不透明度高、涂层薄、重量轻，广泛应用于陶瓷、建筑、装饰等材料。本发明的面料中，按质量份数计，钛白粉典型但非限制性的含量为8份、8.5份、9份、9.5份、10份、10.5份、11份、11.5份或12份。
本发明的面料中，按质量份数计，α-氧化铝典型但非限制性的含量为12份、12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份、15份、15.5份或16份。
氧化镁(化学式：MgO)是镁的氧化物，一种离子化合物，白色或淡黄色粉末，无臭、无味、无毒，是典型的碱土金属氧化物，熔点为2852℃，沸点为3600℃。氧化镁有高度耐火绝缘性能。本发明的面料中，按质量份数计，氧化镁典型但非限制性的含量为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份或1.5份。
黄糊精广泛应用于磨具磨料、翻砂铸造、耐火材料及橡胶制品等行业，尤其在磨具磨料和耐火材料、耐火炉料、轻质砖、异形砖等使用，对其产品的初期定形有极佳效果，按适当配比，兑入，搅拌均匀，造型中，对防止塌陷，保角保楞有极好的作用。本发明的面料中，按质量份数计，氧化镁典型但非限制性的含量为2份、2.5份、3份、3.5份或4份。
上述复合匣钵包括底料和面料，底料主要由高岭土、滑石、α-氧化铝、高铝矾土、特定粒径的高铝矾土和特定粒径的焦宝石制备而成，以上底料原料来源丰富、价格低廉，因此上述底料的成本较低；面料主要由特定粒径的钛酸铝、特定粒径的刚玉、钛白粉、α-氧化铝、氧化镁和黄糊精制备而成，各面料原料相互配合，使其具有良好的耐腐蚀性。上述复合匣钵不但成本较低、耐腐蚀性好，特定种类以及粒径的原料使得底料和面料之间的热膨胀系数相匹配，保证匣钵具有很小的热膨胀系数、抗热冲击性能强，并且匣钵在使用过程中不易出现氧化、分解、合成等化学反应，化学稳定性好，且不易变形，尺寸稳定性好，匣钵内的压力较为稳定，不易出现破裂，因此，匣钵具有使用寿命长和使用成本低的优点。
应当理解的是，以上原料中不限定粒径大小的原料按照本领域的常规粒径选用即可。
在一种优选的实施方式中，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土10-15份、滑石6-9份、α-氧化铝4-7份、高铝矾土22-28份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土7-12份、粒径不大于1mm的焦宝石27-33份和粒径为1-2mm的焦宝石6-13份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝27-33份、粒径不大于1mm的刚玉16-23份、粒径不大于46.9μm的刚玉21-28份、钛白粉8-11份、α-氧化铝12-15份、氧化镁0.6-1.4份和黄糊精2-3份。
在一种优选的实施方式中，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土10-14份、滑石7-9份、α-氧化铝4-6份、高铝矾土23-28份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土8-12份、粒径不大于1mm的焦宝石27-32份和粒径为1-2mm的焦宝石6-12份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝27-32份、粒径不大于1mm的刚玉16-22份、粒径不大于46.9μm的刚玉22-28份、钛白粉9-11份、α-氧化铝13-15份、氧化镁0.7-1.3份和黄糊精2-3份。
在一种优选的实施方式中，底料和面料的质量比为7-9:1-3。上述底料和面料的质量比典型但非限制性的为7:1、7:2、7:3、8:1、8:2、8:3、9:1、9:2或9:3。底料含量过少相对面料含量过多会使生产成本增加，底料含量过多相对来说面料含量过少则会影响复合匣钵的耐腐蚀性，底料和面料的质量比为7-9:1-3时最佳。
在一种优选的实施方式中，将粒径不大于1mm的刚玉替换为粒径不大于1mm的尖晶石，将粒径不大于46.9μm的刚玉替换为粒径不大于46.9μm的尖晶石。可以看出，替换后的面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝25-35份、粒径不大于1mm的尖晶石15-25份、粒径不大于46.9μm的尖晶石20-30份、钛白粉8-12份、α-氧化铝12-16份、氧化镁0.5-1.5份和黄糊精2-4份。
尖晶石是镁铝氧化物组成的矿物，因为含有镁、铁、锌、锰等元素，可分为很多种，如铝尖晶石、铁尖晶石、锌尖晶石、锰尖晶石、铬尖晶石等。尖晶石的抗侵蚀能力、抗磨蚀能力和热震稳定性好。尖晶石包括烧结尖晶石和电熔尖晶石，本发明优选为电熔尖晶石。
本发明的面料中，按质量份数计，粒径不大于1mm的尖晶石典型但非限制性的含量为15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份或25份；粒径不大于46.9μm的尖晶石典型但非限制性的含量为20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份。
本发明的面料中，按质量份数计，粒径不大于1.5mm的钛酸铝典型但非限制性的含量为25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份或35份。
本发明的面料中，按质量份数计，钛白粉典型但非限制性的含量为8份、8.5份、9份、9.5份、10份、10.5份、11份、11.5份或12份。
本发明的面料中，按质量份数计，α-氧化铝典型但非限制性的含量为12份、12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份、15份、15.5份或16份。
本发明的面料中，按质量份数计，氧化镁典型但非限制性的含量为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份或1.5份。
本发明的面料中，按质量份数计，氧化镁典型但非限制性的含量为2份、2.5份、3份、3.5份或4份。
将上述复合匣钵中的部分面料原料进行替换，替换后的面料主要由特定粒径的钛酸铝、特定粒径的尖晶石、钛白粉、α-氧化铝、氧化镁和黄糊精制备而成，替换后的各面料原料相互配合，该面料依然具有良好的耐腐蚀性，所制备而成的复合匣钵具有与面料原料替换前的复合匣钵相同的优点。
本发明还提供了一种上述复合匣钵的制备方法，包括以下步骤：
(a)将配方量的底料原料混合均匀，然后加入结合剂再次混合均匀得底料混合料；
(b)将配方量的面料原料混合均匀，然后加入结合剂再次混合均匀得面料混合料；
(c)依次向模具中加入底料混合料和面料混合料，然后成型得到坯料，坯料经养护、干燥和烧成即得复合匣钵。
上述复合匣钵的制备方法工艺步骤科学合理，先分别制备得到底料混合料和面料混合料，然后依次向模具中加入底料混合料和面料混合料，最后经成型、养护、干燥和烧成即可，加工简便，适合工业化生产，制备得到的复合匣钵具有成本低、性价比高、耐腐蚀性好和使用寿命长的优点。
在一种优选的实施方式中，结合剂包括纸浆废液，纸浆废液的加入量为8％-12％。纸浆废液是造纸厂排出的废弃物，内含木质素及其衍生物，能将各原料结合到一起，提高匣钵的强度，降低各原料之间的摩擦力，从而提高匣钵的密度。纸浆废液的加入量结合各原料的性质及其含量而定，上述纸浆废液的加入量典型但非限制性的为8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％或12％。本发明中，上述纸浆废液的加入量是指纸浆废液质量占底料混合料质量或面料混合料质量的百分含量。在上述加入量的前提下，成型方式需为冲压成型或振动加压成型。
可选的，在采用冲压成型或振动加压成型时，首先把底模定位在加料行程的4/5，把80％的底料混合料倒入，刮平，把底模继续下降到位，倒入20％的面料混合料，刮平，启动压机成型然后脱模即可。
在一种优选的实施方式中，养护的时间为10-14小时。上述养护的时间典型但非限制性的为10小时、10.5小时、11小时、11.5小时、12小时、12.5小时、13小时、13.5小时或14小时。养护方法按照本领域的常用方法即可，如在干燥房或养护车内养护均可。
在一种优选的实施方式中，烧成的温度为1360-1410℃，保温时间为3-5小时。上述烧成的温度典型但非限制性的为1360℃、1365℃、1370℃、1375℃、1380℃、1385℃、1390℃、1395℃、1400℃、1405℃或1410℃；保温时间典型但非限制性的为3小时、3.5小时、4小时、4.5小时或5小时。上述烧成的温度充分考量了各原料的化学组成及其性能，当烧成的温度为1360-1410℃时，能够更好地生成反应物，从而使匣钵的性能更加稳定。温度过低，匣钵无法充分收缩，气孔率较高，密度较低；温度过高容易产生过烧等现象，使匣钵内部产生微裂纹，强度降低。保温时间与烧成的温度互相配合，共同达到最佳烧成效果。
以上烧成所用的煅烧窑炉，可以是梭式窑、隧道窑、倒焰窑或滚道窑。
本发明还提供了一种上述复合匣钵在锂离子电池正极材料生产中的应用。将上述复合匣钵应用于锂离子电池正极材料生产中，由于该复合匣钵具有成本低、性价比高、耐腐蚀性好和使用寿命长的优点，因此能够有效降低锂离子电池正极材料的生产成本。
下面结合实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为6:4，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土8份、滑石6份、α-氧化铝3份、高铝矾土20份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土6份、粒径不大于1mm的焦宝石25份和粒径为1-2mm的焦宝石5份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝25份、粒径不大于1mm的刚玉15份、粒径不大于46.9μm的刚玉20份、钛白粉8份、α-氧化铝12份、氧化镁0.5份和黄糊精2份。
实施例2
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为9:3，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土16份、滑石10份、α-氧化铝8份、高铝矾土30份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土14份、粒径不大于1mm的焦宝石35份和粒径为1-2mm的焦宝石15份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝35份、粒径不大于1mm的刚玉25份、粒径不大于46.9μm的刚玉30份、钛白粉12份、α-氧化铝16份、氧化镁1.5份和黄糊精4份。
实施例3
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为7:1，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土10份、滑石6份、α-氧化铝4份、高铝矾土22份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土7份、粒径不大于1mm的焦宝石27份和粒径为1-2mm的焦宝石6份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝27份、粒径不大于1mm的刚玉16份、粒径不大于46.9μm的刚玉21份、钛白粉8份、α-氧化铝12份、氧化镁0.6份和黄糊精2份。
实施例4
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为8:2，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土12份、滑石8份、α-氧化铝5份、高铝矾土25份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土10份、粒径不大于1mm的焦宝石30份和粒径为1-2mm的焦宝石10份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝30份、粒径不大于1mm的刚玉20份、粒径不大于46.9μm的刚玉25份、钛白粉10份、α-氧化铝14份、氧化镁1份和黄糊精2份。
实施例5
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为6:4，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土8份、滑石6份、α-氧化铝3份、高铝矾土20份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土6份、粒径不大于1mm的焦宝石25份和粒径为1-2mm的焦宝石5份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝25份、粒径不大于1mm的尖晶石15份、粒径不大于46.9μm的尖晶石20份、钛白粉8份、α-氧化铝12份、氧化镁0.5份和黄糊精2份。
实施例6
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为9:3，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土16份、滑石10份、α-氧化铝8份、高铝矾土30份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土14份、粒径不大于1mm的焦宝石35份和粒径为1-2mm的焦宝石15份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝35份、粒径不大于1mm的尖晶石25份、粒径不大于46.9μm的尖晶石30份、钛白粉12份、α-氧化铝16份、氧化镁1.5份和黄糊精4份。
实施例7
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为7:1，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土10份、滑石6份、α-氧化铝4份、高铝矾土22份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土7份、粒径不大于1mm的焦宝石27份和粒径为1-2mm的焦宝石6份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝27份、粒径不大于1mm的尖晶石16份、粒径不大于46.9μm的尖晶石21份、钛白粉8份、α-氧化铝12份、氧化镁0.6份和黄糊精2份。
实施例8
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为8:2，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土12份、滑石8份、α-氧化铝5份、高铝矾土25份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土10份、粒径不大于1mm的焦宝石30份和粒径为1-2mm的焦宝石10份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝30份、粒径不大于1mm的尖晶石20份、粒径不大于46.9μm的尖晶石25份、钛白粉10份、α-氧化铝14份、氧化镁1份和黄糊精2份。
实施例9-16
一种复合匣钵的制备方法，包括以下步骤：
(a)分别按照实施例1-8中的配方称取配方量的各原料；
(b)将配方量的底料原料混合均匀，然后加入7％的纸浆废液再次混合均匀得底料混合料；
(c)将配方量的面料原料混合均匀，然后加入7％的纸浆废液再次混合均匀得面料混合料；
(d)依次向模具中加入底料混合料和面料混合料，然后成型得到坯料，坯料经养护8小时、干燥和烧成即得复合匣钵，烧成温度为1350℃，保温时间为6小时。
实施例17
一种复合匣钵的制备方法，包括以下步骤：
(a)按照实施例4中的配方称取配方量的各原料；
(b)将配方量的底料原料混合均匀，然后加入8％的纸浆废液再次混合均匀得底料混合料；
(c)将配方量的面料原料混合均匀，然后加入8％的纸浆废液再次混合均匀得面料混合料；
(d)依次向模具中加入底料混合料和面料混合料，然后成型得到坯料，坯料经养护12小时、干燥和烧成即得复合匣钵，烧成温度为1360℃，保温时间为3小时。
与实施例12不同的是，本实施例中纸浆废液的加入量、养护时间、烧成温度和保温时间均在本发明优选的范围内。
实施例18
一种复合匣钵的制备方法，包括以下步骤：
(a)按照实施例8中的配方称取配方量的各原料；
(b)将配方量的底料原料混合均匀，然后加入12％的纸浆废液再次混合均匀得底料混合料；
(c)将配方量的面料原料混合均匀，然后加入12％的纸浆废液再次混合均匀得面料混合料；
(d)依次向模具中加入底料混合料和面料混合料，然后成型得到坯料，坯料经养护12小时、干燥和烧成即得复合匣钵，烧成温度为1410℃，保温时间为5小时。
与实施例16不同的是，本实施例中纸浆废液的加入量、养护时间、烧成温度和保温时间均在本发明优选的范围内。
对比例1
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为6:4，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土8份、滑石6份、高铝矾土20份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土6份、粒径不大于1mm的焦宝石25份和粒径为1-2mm的焦宝石5份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝25份、粒径不大于1mm的刚玉15份、粒径不大于46.9μm的刚玉20份、钛白粉8份、氧化镁0.5份和黄糊精2份。
与实施例1不同的是，本对比例的底料原料和面料原料中均缺少了α-氧化铝。
对比例2
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为6:4，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土7份、滑石12份、α-氧化铝10份、高铝矾土15份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土15份、粒径不大于1mm的焦宝石20份和粒径为1-2mm的焦宝石20份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝20份、粒径不大于1mm的刚玉10份、粒径不大于46.9μm的刚玉15份、钛白粉15份、α-氧化铝17份、氧化镁2份和黄糊精1份。
与实施例1不同的是，本对比例中各原料的含量均不在本发明所提供的范围内。
对比例3
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为6:4，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土8份、滑石6份、α-氧化铝3份、高铝矾土20份、粒径不大于1.5mm的高铝矾土6份、粒径不大于1mm的焦宝石25份和粒径为1-2mm的焦宝石5份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于0.5mm的钛酸铝25份、粒径为不大于1mm的刚玉15份、粒径不大于46.9μm的刚玉20份、钛白粉8份、α-氧化铝12份、氧化镁0.5份和黄糊精2份。
与实施例1不同的是，本对比例中的面料原料中将粒径不大于1.5mm的钛酸铝替换成了粒径不大于0.5mm的钛酸铝；底料中将粒径不大于0.5mm的高铝矾土替换为了粒径不大于1.5mm的高铝矾土。
对比例4
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为6:4，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土8份、滑石6份、高铝矾土20份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土6份、粒径不大于1mm的焦宝石25份和粒径为1-2mm的焦宝石5份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝25份、粒径不大于1mm的尖晶石15份、粒径不大于46.9μm的尖晶石20份、钛白粉8份、氧化镁0.5份和黄糊精2份。
与实施例1不同的是，本对比例的底料原料和面料原料中均缺少了α-氧化铝。
对比例5
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为6:4，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土7份、滑石12份、α-氧化铝10份、高铝矾土15份、粒径不大于0.5mm的高铝矾土15份、粒径不大于1mm的焦宝石20份和粒径为1-2mm的焦宝石20份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于1.5mm的钛酸铝20份、粒径不大于1mm的尖晶石10份、粒径不大于46.9μm的尖晶石15份、钛白粉15份、α-氧化铝17份、氧化镁2份和黄糊精1份。
与实施例1不同的是，本对比例中各原料的含量均不在本发明所提供的范围内。
对比例6
一种复合匣钵，包括底料和面料，底料和面料的质量比为6:4，底料主要由以下质量份的底料原料制备而成：高岭土8份、滑石6份、α-氧化铝3份、高铝矾土20份、粒径不大于1.5mm的高铝矾土6份、粒径不大于1mm的焦宝石25份和粒径为1-2mm的焦宝石5份；
面料主要由以下质量份的面料原料制备而成：粒径不大于0.5mm的钛酸铝25份、粒径为不大于1mm的尖晶石15份、粒径不大于46.9μm的尖晶石20份、钛白粉8份、α-氧化铝12份、氧化镁0.5份和黄糊精2份。
与实施例1不同的是，本对比例中的面料原料中将粒径不大于1.5mm的钛酸铝替换成了粒径不大于0.5mm的钛酸铝；底料中将粒径不大于0.5mm的高铝矾土替换为了粒径不大于1.5mm的高铝矾土。
对比例7
刚玉莫来石匣钵(淄博康宁钛海窑具厂)。
性能测试
为了对本发明提供的复合匣钵的有益效果进行进一步的说明，进行如下实验：
分别对实施例1-18和对比例1-7中的匣钵进行性能测试，用于合成811(以镍、钴、锰为序)型镍钴锰锂离子电池三元材料，然后统计各匣钵的使用寿命(以匣钵出现断裂以致匣钵部分脱落、破损为准)，以及观察在使用10次之后匣钵的表面状态，测试结果如表1所示。
表1匣钵性能测试结果
由表1的测试结果可知，实施例1-18中的复合匣钵的使用寿命和使用10次后匣钵的表面状态均优于对比例1-7，说明本发明提供的复合匣钵经过各原料的合理配合，具有使用寿命长的优点，改变各原料的含量或删除其中任意原料或采用现有的匣钵，其使用寿命均会变短。实施例1-18中的复合匣钵在使用10次后无剥落、无粉化，说明其耐腐蚀性良好。
进一步分析可知，实施例9-18中的匣钵采用了本发明的制备方法制备得到，其使用寿命分别比实施例1-8的使用寿命长，说明本发明的制备方法工艺合理，充分考量了各原料自身的性质，能够进一步延长匣钵的使用寿命。实施例17和18的纸浆废液的加入量、养护时间、烧成温度和保温时间均在本发明优选的范围内，其使用寿命分别比实施例12和16长，说明采用本发明优选的实施方式制备得到的匣钵的使用寿命更长。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。