工业合成LiCoO对所使用耐火材料的侵蚀研究

摘要

锂离子电池是新一代的绿色高能电池，具有电压高、重量轻、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应、环境污染少等突出优点，广泛应用于各种便携式电动工具、电动汽车技术、大型发电厂的储能电池、UPS电源、医疗仪器电源以及宇宙空间等领域扮演越来越重要的角色。正极材料是锂离子电池的重要组成部分，是目前锂离子电池中成本最高的部分。钴酸锂(LiCoO2)是目前唯一已经大规模产业化并广泛应用于商品锂离子电池的正极材料，国家权威部门统计，“九五”期间锂电池正极材料每年增长132﹪，到2004年平均增长为103.9﹪，而锂离子单体电池每年增长速度78.5﹪，按此计算到2010年国内外需求量在13.5亿只，预计销售价值将突破80亿美元。因此可见市场对LiCoO2的需求越来越大。目前市场上80﹪以上锂离子正极材料钴酸锂的合成均是采用高温固相合成法，特别是国内中小型LiCoO2生产厂家，都是在普通耐火材料窑炉中用四氧化三钴与碳酸锂在高温下长时间氧化合成，长时间的高温固相反应，极易导致窑炉耐火材料窑具的侵蚀破坏，普通刚玉质或堇青石的耐火材料，其使用寿命都不长，主要是合成LiCoO2过程中LiCoO2对耐火材料的相互侵蚀，使得耐火炉衬的使用周期很短，这无疑会影响到LiCoO2的生产和质量。 本文主要研究LiCoO2合成对耐火材料的侵蚀，因锂、钴盐合成钴酸锂的过程中，一系列的物理化学作用对窑炉炉衬耐火材料产生腐蚀，这就需要我们认真分析合成钴酸锂过程的工作环境，研究LiCoO2合成对耐火材料的损毁机理，最后建立一套抗LiCoO2腐蚀的工艺设计。为阻止合成LiCoO2的耐火材料的侵蚀，我们不断的实验。第一步，合成LiCoO2对耐火材料的侵蚀研究；第二步，完成胚体设计；第三步，进行抗侵蚀的工艺设计。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章LiCoO2的合成

第3章耐火材料的介绍

第4章合成LiCoO2与耐火材料侵蚀理研究

4.1引言

4.2化学反应动力学探讨

4.3化学热力学探讨侵蚀过程中的反应

4.4合成LiCoO2与刚玉砖、堇青石的腐蚀研究

4.5耐火材料腐蚀机理评价与影响因素的探讨

4.6本章小节

第5章耐火材料受侵蚀影响因素探讨

第6章抗腐蚀工艺设计

第7章结论

参考文献

附录 攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢