[发明专利]一种利用合成三元锂正极材料用后匣钵制备堇青石-莫来石复相陶瓷的方法

说明书

本发明公开了一种利用合成三元锂正极材料用后匣钵制备堇青石‑莫来石复相陶瓷的方法，属于固体废弃物高值化利用领域。本发明以合成三元锂正极材料用后匣钵与锂瓷石或滑石为主要原料，经破碎、混料、球磨、干燥、干压成型、高温烧结等工艺，制备得到堇青石‑莫来石复相陶瓷。本发明解决了合成三元锂正极材料用后匣钵废料难处理、使用效率低和高附加值组分未有效利用的社会、环境问题，同时以利于缓解堇青石‑莫来石复相陶瓷制备成本高的经济问题，为固体废弃物高值材料化利用开辟了新的途径。

技术领域

本发明属于固体废弃物高值化利用领域，具体涉及一种利用固体废弃物制备复相陶瓷的方法。

背景技术

三元锂离子电池由于其优异的充放电属性，循环寿命长，比能量密度高等特点，广泛应用于手机、笔记本电脑等器件。由于其较大的市场规模，三元锂正极材料的制备，也有很大的行业规模。在制备三元锂正极材料过程中所使用的的耐火材料匣钵，多为以堇青石、莫来石为主要物相的耐火材料，其市场规模也十分巨大。

合成三元锂正极材料用后匣钵作为一种工业固体废弃物，因其制备过程中会受到正极材料中Li，Mn，Ni，Co等杂质元素的侵蚀，其再利用的途径通常为Li等元素的提取。而未被侵蚀的匣钵基体，被大量堆存，对环境和社会造成了较大的压力。能将合成三元锂正极材料用后匣钵利用起来，将其变废为宝，不仅能解决匣钵废料的大量排放堆积问题，同时也节省其他高值资源，具有可观的经济及社会价值。

利用固体废弃矿合成高性能低成本材料是当今国内外发展循环经济和环境可持续发展道路的重要途径。以合成三元锂正极材料用后匣钵为主要原料来制备高性能低成本堇青石-莫来石复相陶瓷的技术方案，对于锂电池工业相关产业链的完善，优化堇青石-莫来石复相陶瓷制备技术工艺，形成低成本制备高性能堇青石-莫来石复相陶瓷的制备技术有着重要意义。该方法不仅工艺简单，制备温度低，而且固体废弃物利用率高，有效地节约了能源，保护了环境。

发明内容

本文主要针对制备三元锂正极材料用后匣钵对环境带来的问题并着眼于它的潜在价值，同时也为解决堇青石-莫来石复相陶瓷成本较高的问题。

一种利用合成三元锂正极材料用后匣钵制备堇青石-莫来石复相陶瓷的方法，以合成三元锂正极材料用后匣钵与锂瓷石或滑石为主要原料，经破碎、混料、球磨、干燥、干压成型、高温烧结等工艺，制备得到堇青石-莫来石复相陶瓷。

所述的制备方法，合成三元锂正极材料用后匣钵为未被侵蚀部分，所需的烧结温度为900-1200℃，升温速度为2-10℃，烧结时间为1-6h。

本发明制备得到的堇青石-莫来石复相陶瓷有较高的抗压强度与抗折强度，较高的体积密度，和较好的热稳定性。

具体实施方式

将合成三元锂正极材料用后匣钵利用颚式破碎机进行破碎，选择未被侵蚀的部分，再经振动磨粉碎，磨细后过100目筛备用。按照合成三元锂正极材料用后匣钵添加量为30-60wt％，添加量为40-70wt％称量，放入尼龙球磨罐中。在尼龙球磨罐中，以不同粒径的玛瑙球为研磨介质，共混球磨6小时。粉体经干燥后利用粉末压片机在30MPa下成型后在常压烧结，烧结温度为900-1200℃，升温速度为2-10℃，烧结时间为1-6h，制得堇青石-莫来石复相陶瓷。

下面结合三个实施例，对本发明提供的由合成三元锂正极材料用后匣钵制备堇青石-莫来石复相陶瓷进行详细的说明。

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1