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锂辉石含量对煅烧钴酸锂正极材料用匣钵材料性能的影响

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材料导报 2023年第22期37卷 1-6页

作者：何思瑶魏闯康鑫李素平郑州大学河南省高温功能材料重点实验室郑州450052 中国石油天然气管道科学研究院有限公司河北廊坊065000

为改善钴酸锂正极材料用堇青石-莫来石质匣钵的性能,延长其使用寿命,以锂辉石细粉部分取代堇青石-莫来石质匣钵材料中的堇青石细粉,研究了锂辉石加入量对堇青石-莫来石质匣钵材料的非晶相含量、烧结性能、力学性能、物相组成和显微结构... 详细信息

为改善钴酸锂正极材料用堇青石-莫来石质匣钵的性能,延长其使用寿命,以锂辉石细粉部分取代堇青石-莫来石质匣钵材料中的堇青石细粉,研究了锂辉石加入量对堇青石-莫来石质匣钵材料的非晶相含量、烧结性能、力学性能、物相组成和显微结构以及抗钴酸锂正极材料侵蚀性能的影响。结果表明:由于锂辉石的引入,体系由MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)变成Li_(2)O-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)四元体系,其最低共熔温度降低,非晶相含量增加,材料气孔率降低,材料强度随锂辉石加入量的增加先升高后降低,当锂辉石加入量为4%(质量分数,下同)时,其常温抗折强度、耐压强度和1100℃热态抗折强度均达到最大值,分别为13.5 MPa、95.8 MPa和11.3 MPa。材料热震后残余抗折强度随锂辉石加入量的增加先升高后降低,残余强度保持率略微降低。当锂辉石加入量为4%时,材料抗钴酸锂正极材料侵蚀性能最佳。

关键词：锂辉石钴酸锂正极材料匣钵抗侵蚀性

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莫来石–堇青石质匣钵的制备及侵蚀机理

硅酸盐学报 2020年第6期48卷 931-938页

作者：解华婧任耘肖国庆丁冬海西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710055

以莫来石、堇青石、α-Al2O3、滑石和高岭土为原料制备莫来石–堇青石质匣钵,研究了匣钵的常温力学性能、抗热震性能以及LiCoO2合成过程对匣钵的侵蚀机理。结果表明:1350℃烧成匣钵试样的常温力学性能和抗热震性均较好,抗折强度为11.18 ... 详细信息

以莫来石、堇青石、α-Al2O3、滑石和高岭土为原料制备莫来石–堇青石质匣钵,研究了匣钵的常温力学性能、抗热震性能以及LiCoO2合成过程对匣钵的侵蚀机理。结果表明:1350℃烧成匣钵试样的常温力学性能和抗热震性均较好,抗折强度为11.18 MPa,热震循环3次后的残余强度保持率为44.8%。碳酸锂分解产生的Li2O与试样反应生成LiAlSiO4、Li4SiO4和LiAlO2。随着反应进行,Li2O沿气孔向试样内部扩散,反应后的渗透层结构更为致密,可阻碍Li2O进一步侵蚀试样,匣钵因而具有较强抗侵蚀性。

关键词：钴酸锂匣钵莫来石–堇青石质侵蚀机理

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基于有限元的热力耦合场匣钵运动分析与优化

储能科学与技术 2024年第2期13卷 634-642页

作者：彭可张志成胡有章张旭辉周稼辉李彬湖南师范大学工程与设计学院湖南长沙410081

为解决装有锂离子电池正极材料的匣钵在辊道窑烧结过程中易出现异常横向运动使匣钵破损的问题,本研究通过分析匣钵异常运动特性的影响因素对其进行优化。首先,利用Solidworks软件建立辊道-匣钵传动系统简化模型,对匣钵进行受力分析,推... 详细信息

为解决装有锂离子电池正极材料的匣钵在辊道窑烧结过程中易出现异常横向运动使匣钵破损的问题,本研究通过分析匣钵异常运动特性的影响因素对其进行优化。首先,利用Solidworks软件建立辊道-匣钵传动系统简化模型,对匣钵进行受力分析,推导出匣钵发生异常横向运动的原因是辊棒的弹性变形;其次,通过Abaqus软件进行有限元仿真,对比分析热力耦合场和重力场下匣钵的位移曲线以及辊棒的受力情况。结果表明,与重力场相比,热力耦合场的辊棒弹性变形量更大,且热力耦合场匣钵横向位移在0~1 s内相对重力场增大,而在1~5 s内相对重力场减小,说明在温度和重力共同作用下所引起的辊棒弹性变形是导致匣钵异常横向运动的主要原因。在此基础上,设计了一种匣钵传动机构,包括辊棒支撑机构、匣钵夹紧装置及匣钵挡齐装置,并通过对比生产验证了改进机构的可行性。本研究对在辊道窑烧结过程中匣钵异常横向运动的影响因素进行分析并提供了一种改进机构,有助于推进锂离子电池正极材料生产设备的发展。

关键词：锂离子电池正极材料辊道窑匣钵热力耦合有限元法

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堇青石-莫来石质匣钵材料抗热震性和抗侵蚀性研究

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硅酸盐通报 2019年第5期38卷 1550-1555页

作者：陈洋邓承继丁军余超祝洪喜武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室

堇青石-莫来石质耐火材料具有热膨胀系数低、容重轻、吸热少、体积稳定性好和抗热震性好等特性。以堇青石、莫来石为主要原料,加入一定量的电熔氧化镁、活性氧化铝和硅微粉等微粉为辅助原料,制备了堇青石-莫来石质匣钵材料。研究了颗粒... 详细信息

堇青石-莫来石质耐火材料具有热膨胀系数低、容重轻、吸热少、体积稳定性好和抗热震性好等特性。以堇青石、莫来石为主要原料,加入一定量的电熔氧化镁、活性氧化铝和硅微粉等微粉为辅助原料,制备了堇青石-莫来石质匣钵材料。研究了颗粒级配和烧成温度对堇青石-莫来石质匣钵材料物相组成和显微结构的影响,并对材料的热震性和侵蚀性进行评估。结果表明:烧成温度在1300~1400℃,对热震后的三组试样进行性能检测,发现配方一试样具有好的抗热震性和抗侵蚀性,其残余抗折强度在3.0~4.5MPa之间,残余耐压强度在17.5~24.5MPa之间。

关键词：匣钵堇青石-莫来石材料抗热震性抗侵蚀性

锂电池正极材料LiNi_(x)Co_(y)Mn_(z)O_(2)承烧用莫来石-堇青石质匣钵的研制

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硅酸盐通报 2023年第10期42卷 3769-3777页

作者：段健健沈宏芳马聪聪孙文周张笑陆有军北方民族大学材料科学与工程学院银川750021 碳基先进陶瓷制备技术国家地方联合工程研究中心银川750021 粉体材料与特种陶瓷省部共建重点实验室银川750021

莫来石-堇青石质匣钵对于制备高性能锂电池正极材料尤为重要。本文采用莫来石(1.18~0.6 mm)和堇青石(2~1 mm)为骨料,莫来石(0.074 mm)、煅烧氧化铝(0.044 mm)、佛山黄泥(0.044 mm)和煤矸石(0.044 mm)为基质,在1380℃下保温3 h烧结制备... 详细信息

莫来石-堇青石质匣钵对于制备高性能锂电池正极材料尤为重要。本文采用莫来石(1.18~0.6 mm)和堇青石(2~1 mm)为骨料,莫来石(0.074 mm)、煅烧氧化铝(0.044 mm)、佛山黄泥(0.044 mm)和煤矸石(0.044 mm)为基质,在1380℃下保温3 h烧结制备锂电池正极材料LiNi_(x)Co_(y)Mn_(z)O_(2)(LNCM)承烧用莫来石-堇青石匣钵,并采用埋覆侵蚀法探究了正极材料在烧结过程中对匣钵的侵蚀行为。结果表明:在1380℃下保温3 h烧结制备的匣钵力学性能和抗热震性均较好,其室温抗折强度为10.02 MPa,经3次热震循环后残余强度保持率在51.52%~53.26%;适当增加粗颗粒(1.18~0.6 mm)莫来石的含量可有效提高莫来石-堇青石匣钵的抗侵蚀性,且经侵蚀25次后匣钵表面的最大反应层厚度为447μm,最小反应层厚度为211μm。

关键词：莫来石堇青石匣钵抗侵蚀性侵蚀机理抗热震性反应层

锂离子电池正极材料用莫来石溶胶结合匣钵材料的性能研究

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耐火材料 2023年第6期57卷 495-499页

作者：鞠茂奇程水明夏昌勇梁永和丛培源聂建华中冶武汉冶金建筑研究院有限公司湖北武汉430081 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081

为进一步提升锂离子电池正极材料用匣钵材料的性能,以莫来石(3~1、≤1 mm)、堇青石(≤1 mm)、镁铝尖晶石(≤0.088 mm)和刚玉(≤1 mm)等为主要原料,以莫来石溶胶为结合剂,在150 MPa的压力下压制成25 mm×25 mm×140 mm的试样,于110℃烘24... 详细信息

为进一步提升锂离子电池正极材料用匣钵材料的性能,以莫来石(3~1、≤1 mm)、堇青石(≤1 mm)、镁铝尖晶石(≤0.088 mm)和刚玉(≤1 mm)等为主要原料,以莫来石溶胶为结合剂,在150 MPa的压力下压制成25 mm×25 mm×140 mm的试样,于110℃烘24 h,再经1400℃保温3 h,制备了锂离子电池正极材料用匣钵试样。研究莫来石溶胶加入量(加入质量分数分别为0、3%、4%、5%、6%)对其性能的影响。结果表明:1)经110℃干燥24 h后的莫来石溶胶呈网络状结构,经1000℃热处理后完全转化为莫来石相;2)当莫来石溶胶加入量为5%(w)时,试样具有较好的综合性能,其体积密度为2.83 g·cm^(-3),显气孔率为14.6%,常温抗折强度为8.4 MPa,水冷5次后的常温强度保持率为79.8%。

关键词：莫来石溶胶匣钵物理性能抗侵蚀性

锂电池正极材料合成用堇青石-莫来石质匣钵研究进展

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耐火材料 2020年第2期54卷 172-176页

作者：段雪珂王新福刘国齐王龙光陈红伟钱凡中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471039

介绍了锂离子电池正极材料合成用堇青石-莫来石匣钵的开发与应用现状,重点阐述了该材质匣钵面临的主要问题,总结分析了其损毁机制。认为含锂化合物与堇青石、莫来石反应形成的AlLiO 2和LiAlSiO 4导致较大的体积膨胀,因而在热应力及机械... 详细信息

介绍了锂离子电池正极材料合成用堇青石-莫来石匣钵的开发与应用现状,重点阐述了该材质匣钵面临的主要问题,总结分析了其损毁机制。认为含锂化合物与堇青石、莫来石反应形成的AlLiO 2和LiAlSiO 4导致较大的体积膨胀,因而在热应力及机械力的作用下出现剥落、脱皮导致损毁。同时总结了国内外关于堇青石-莫来石匣钵的改进技术途径,并指出了正极材料合成用匣钵的发展方向。

关键词：正极材料堇青石-莫来石匣钵结构复合

镁铝尖晶石对煅烧LiNi_(x)Co_(y)Mn_(z)O_(2)正极材料用匣钵材料性能的影响

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耐火材料 2021年第2期55卷 102-106页

作者：翟鹏涛刘明杨周文英陈留刚丁达飞叶国田河南财经政法大学工程管理与房地产学院河南郑州450046 郑州大学材料科学与工程学院河南郑州450001

匣钵在煅烧制备三元正极材料LiNi x Co y Mn z O 2(LNCM)过程中易遭受电池正极材料中Li 2O等的渗透侵蚀,而镁铝尖晶石具有良好的高温性能和抗碱侵蚀性能。通过实验室混合反应法研究了镁铝尖晶石与LNCM正极材料前驱体混合试样在800~1100... 详细信息

匣钵在煅烧制备三元正极材料LiNi x Co y Mn z O 2(LNCM)过程中易遭受电池正极材料中Li 2O等的渗透侵蚀,而镁铝尖晶石具有良好的高温性能和抗碱侵蚀性能。通过实验室混合反应法研究了镁铝尖晶石与LNCM正极材料前驱体混合试样在800~1100℃的反应,对不同温度煅烧后混合试样的物相组成和微观结构进行了分析。探究了镁铝尖晶石作为匣钵基质的可能性。研究了加入不同质量分数(3%、6%和9%)镁铝尖晶石细粉对匣钵材料强度及抗热震性能的影响。结果表明:含镁铝尖晶石细粉的匣钵适用煅烧温度低于1000℃的LNCM正极材料的制备,加入量为6%(w)时,能够提高莫来石质匣钵材料的抗热震性能。

关键词：匣钵 LiNixCoyMnzO2材料镁铝尖晶石抗热震性

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碳化硅匣钵的研制

中国陶瓷 1990年第2期26卷 12-18页

作者：谢长生管学宽湖南陶瓷研究所湖南省建湘瓷厂

一、前言为了从根本上解决窑具材料与陶瓷生产发展不相适应的现状,防止不惜重金从国外购买SiC匣钵的状况发展,轻工业部决定把研制SiC匣钵纳入我国'七五'期间重点科技攻关项目列为国家级新产品,于1985年5月委托湖南省建湘瓷厂、湖南省陶... 详细信息

一、前言为了从根本上解决窑具材料与陶瓷生产发展不相适应的现状,防止不惜重金从国外购买SiC匣钵的状况发展,轻工业部决定把研制SiC匣钵纳入我国'七五'期间重点科技攻关项目列为国家级新产品,于1985年5月委托湖南省建湘瓷厂、湖南省陶瓷研究所承担该项目的研制工作.经过几年来的研制工作,我们研制的SiC匣钵已达到和超过了西德AnnaWerk同类产品在国内考核的水平.

关键词：陶瓷窑具碳化硅匣钵