锂电池电极材料制备用匣钵的制作方法

本实用新型涉及一种匣钵，特别是用于制备锂电池电极材料所使用的匣钵。

背景技术：

近年来，随着科学技术的不断更新以及锂离子电池性能的不断提升，锂离子电池在手机、笔记本电脑、新能源汽车、储能等领域具有广泛的发展前景。锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液以及隔膜构成。其中，正极材料中包括磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰、镍钴铝三元系正极材料等；负极材料包括石墨、钛酸锂等材料。正极材料的生产过程可简单描述为：将正极材料的前体，即金属氧化钴，氢氧化物(例如，氧化钴、四氧化三钴、氢氧化钴、氢氧化镍钴锰、氢氧化镍钴、氢氧化镍钴铝、氢氧化镍锰等)和锂源(例如，碳酸锂、氢氧化锂等)按照一定的比例混合后，按照一定的量装入一个陶瓷匣钵内，然后于高温800～1100℃进行长时间的烧结。

然而，用于匣钵的往往容易在高温烧结的过程中被所承载的电极材料的原料所腐蚀。在烧制电极材料，例如钴酸锂、磷酸铁锂、以及氧化镍钴锰锂(镍钴锰比例为1/1/1，5/2/3，6/2/2)时，多使用过量的碳酸锂作为锂源，但碳酸锂在高温下呈熔融态，容易深入匣钵表层，与匣钵的主要材料氧化铝、氧化硅等发生化学反应，从而附着在匣钵表面，难于剥离；另外，在烧制高镍型新型高容量氧化镍钴锰锂(比如：镍钴锰比例为8/1/1)、或者氧化镍钴铝锂正极材料时，多使用过量氢氧化锂做为锂源，而氢氧化锂多为二水合物，即使使用无水氢氧化锂，高温下仍可失去水分，强碱性所带来的腐蚀性非常高，对匣钵造成不可逆转的腐蚀，大大降低了匣钵的使用寿命。

例如，实用新型文献1(CN202177311 U)中公开了一种煅烧用的复合匣体，该煅烧用复合匣体，所述复合匣体外层为基础层，内层为隔离层。但是，该实用新型中并未公开适用于匣体的隔离层厚度。然而，对于不同的隔离层材质，所需要的隔离层的厚度也是不同的。对于特定的隔离层材质，有必要对其厚度进行限定，以达到既能对本体起到抗腐蚀的作用，也能节省在制备隔离层时所使用的原料，起到尽可能降低生产成本的作用。

技术实现要素：

为了解决上述课题，本实用新型提供了一种锂电池电极材料制备用匣钵，包括本体和内表面保护层，该内表面保护层至少覆盖所述本体的内表面底部，该内表面保护层至少覆盖所述本体的内表面底部，所述内表面保护层由β-锂霞石和氧化锆(ZrO2)经过烧结而成，该内表面保护层覆盖于所述本体的表面，其厚度为50μm～200μm。

优选地，该所述内表面保护层的厚度为100μm～150μm。

本实用新型的锂电池电极材料制备用匣钵，具有以下效果。

本实用新型的匣钵所采用的内表面保护层为一种由β-锂霞石和氧化锆经过烧结而成的材质，其厚度为50μm～200μm，因此，一方面，用匣钵来承载锂电池的电极材料进行高温烧结时，内表面保护层的热膨胀系数与匣钵本体接近，因此与匣钵表面的附着性好，内表面保护层不易从匣钵本体上脱落，内表面保护层的厚度足以起到抗腐蚀的作用。另一方面，内表面保护层的厚度不会过厚，因此能节省在制备内表面保护层时所使用的原料，起到尽可能降低生产成本的作用。

此外，在本实用新型中，所述匣钵本体既可以为由堇青石、莫来石或者它们的混合物为主成分的材质，也可以由其他的材质构成。只要本体的材质属于会与制备电极材料的原料发生化学反应的材质，则该本体的材质属于本实用新型所指的本体材质，属于本实用新型保护的范围。

附图说明

图1是本实用新型的匣钵的剖面视图。

图2是本实用新型的匣钵的内表面局部剖面示意图。

具体实施方式

以下，通过实施例对本实用新型进行说明，但本实用新型并不限于以下的实施例，在不脱离本实用新型主旨的范围内可以进行适当变更。

如图1，2所示的匣钵1，包括本体2和内表面保护层3。该内表面保护层覆盖所述本体的内表面。该所述内表面保护层的厚度为50μm～200μm。这里所说的匣钵1的本体2的内表面，指的是本体2用于承载制备电极材料原料的表面。

内表面保护层3是由β-锂霞石和氧化锆经过高温烧结而成的，β-锂霞石和氧化锆都是市售品。采用该材质的内表面保护层3不易在本体上脱落，因此能有效地对本体2起到防腐蚀的作用。

匣钵的本体，可以使用市售品，也可以使用如下制备得到的匣钵，即，向莫来石或莫来石-堇青石中添加适量的粘合材质、水分并混匀后，流入规定的模具中，进行压制，脱水干燥，烧制而形成。

以下是对匣钵1的制备方法进行的说明。

匣钵1可以通过如下方法制备，该方法包括(1)由堇青石、莫来石或者它们的混合物制成匣钵的工序；(2)对该匣钵本体的与电极材料原料接触的表面进行涂布从而形成上述内表面保护层的工序，以及(3)对涂布后的匣钵进行高温烧结的工序。

对于工序(1)，可以基于各种公知的匣钵制造方法进行。

对于工序(2)，可以采用目前公知的涂布方法，将包含β-锂霞石和氧化锆的涂布液涂布在匣钵本体的与电极材料原料接触的表面，干燥后，形成涂布层。涂布方法可以采用浸渍涂布法、喷涂法或刷涂法等各种公知的方法。

对于工序(3)，在100℃的烘箱内烘干后，置于烧成炉内，于1300℃进行烧结20小时。烧结后的内表面保护层的厚度为50μm～200μm。