锂电池正极材料烧成用匣钵材料性能的研究

发布时间：2021-01-09 16:26

　　以莫来石（3～1、≤1 mm）、堇青石（3～1、≤1 mm）、镁铝尖晶石（3～1、≤1 mm）、高岭土（≤0.088mm）、广西白泥（≤0.088 mm）、滑石（≤0.088 mm）和α-Al2O3（≤0.088 mm）为主要原料,糊精为结合剂,在实验室制备了用于锂电池正极材料烧成用的匣钵材料。采用相关国家标准及SEM对试样进行性能检测和结构表征。结果表明:匣钵材料的损毁主要为熔渣的溶蚀和渗透损毁,锂电池正极材料与匣钵材料中的莫来石和堇青石组分发生反应生成低熔点的Li Al O2相,同时渗透到试样组织结构中的Li2O和CoO反应生成Li CoO2,产生体积膨胀导致损毁;以堇青石（3～1 mm）和莫来石（≤1 mm）为骨料的试样具有最佳的物理性能和较优的抗锂电池正极材料侵蚀的性能。 

【文章来源】：耐火材料. 2020,54(04)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

试样的烧后线变化率

图2示出了烧后试样的常温耐压强度和常温抗折强度。由图2发现，烧后试样的常温耐压强度和常温抗折强度表现出了类似的变化规律，试样S3的强度最大。试样S3是以堇青石(3～1 mm)和莫来石(≤1mm)为骨料的，在烧成过程中3～1 mm的骨料起到了框架作用，且堇青石的热膨胀系数小，不会在烧成过程中在骨料与基质间产生膨胀裂隙等结构缺陷;同时，试样在烧成过程中有微量的收缩(0.05%)，≤1mm中等尺寸的颗粒在连接粗颗粒和细颗粒方面起着重要作用，从而形成良好的粒度分布，并提供一定的强度。莫来石属正交晶系，有着良好的力学性能，且热膨胀系数接近堇青石的，以莫来石(≤1 mm)为中颗粒的试样S3烧后具有较为致密的显微结构(见图3)，且骨料间存在MA结合相。

试样S3是以堇青石(3～1 mm)和莫来石(≤1mm)为骨料的，在烧成过程中3～1 mm的骨料起到了框架作用，且堇青石的热膨胀系数小，不会在烧成过程中在骨料与基质间产生膨胀裂隙等结构缺陷;同时，试样在烧成过程中有微量的收缩(0.05%)，≤1mm中等尺寸的颗粒在连接粗颗粒和细颗粒方面起着重要作用，从而形成良好的粒度分布，并提供一定的强度。莫来石属正交晶系，有着良好的力学性能，且热膨胀系数接近堇青石的，以莫来石(≤1 mm)为中颗粒的试样S3烧后具有较为致密的显微结构(见图3)，且骨料间存在MA结合相。从Facestage计算不同温度下堇青石、莫来石、镁铝尖晶石骨料液相的生成量的图4可得，在1 400℃时堇青石生成量较多，镁铝尖晶石与莫来石较少。试样S3力学强度较高可能是因为在此温度下生成适量液相，有助于试样内部离子的迁移，以及晶粒的生长与发育，促进了颈部烧结，增强了试样内部颗粒-颗粒、颗粒-基质之间的结合。过低的液相量对烧结促进作用不明显，而过高的液相量会在晶粒之间沉积，影响晶粒发育且不利于内部结合。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2967005