氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)（Al2O3）是(shi)一種(zhong)白色晶狀粉末，是(shi)一種(zhong)無臭、無味、無毒的(de)(de)高(gao)硬度、耐高(gao)溫化(hua)(hua)合物(wu)，熔點為2054℃，沸點為2980℃。粒度均(jun)勻(yun)的(de)(de)超(chao)細氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)粉體材料(liao)，具有多孔性、高(gao)分(fen)散性、絕緣性、耐熱性等特點。高(gao)純(chun)(chun)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)按純(chun)(chun)度分(fen)類，主(zhu)要(yao)分(fen)為4N（純(chun)(chun)度99.99%）、4N5（純(chun)(chun)度99.995%）和(he)5N（純(chun)(chun)度99.999%）三個級別。5N級別的(de)(de)高(gao)純(chun)(chun)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)稱為高(gao)純(chun)(chun)超(chao)細氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)，通常用于鋰離(li)子(zi)電(dian)池、催化(hua)(hua)劑載體、透明陶瓷等領域。下(xia)面，我們(men)就(jiu)來探討高(gao)純(chun)(chun)超(chao)細氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)在(zai)鋰離(li)子(zi)電(dian)池行業中的(de)(de)應用。

　　總體上講，高(gao)純超細氧化鋁在鋰(li)離子電(dian)池行業(ye)中主(zhu)要(yao)應用(yong)于陶(tao)瓷隔膜涂覆、電(dian)極活性物質改性兩個(ge)方面。

　　一、高純超細氧化鋁在(zai)鋰離子(zi)電池陶瓷涂覆隔膜中(zhong)的應(ying)用(yong)

（陶瓷(ci)涂覆隔膜結(jie)構圖）

　　陶(tao)瓷(ci)涂(tu)覆(fu)隔膜(mo)(mo)是以PP，PE或者多層(ceng)復合隔膜(mo)(mo)為基體(ti)，表面涂(tu)覆(fu)一層(ceng)2-3um厚度(du)的氧化鋁(lv)材(cai)料(liao)，經(jing)過特殊工藝處(chu)理，和基體(ti)粘接緊(jin)密，起到耐(nai)高溫、絕緣的作用(yong)，從而可以防止動力(li)(li)電池(chi)因溫度(du)過高，隔膜(mo)(mo)熔化而短路，顯著提高鋰離(li)子電池(chi)的耐(nai)高溫性(xing)(xing)能(neng)和安全性(xing)(xing)。陶(tao)瓷(ci)涂(tu)覆(fu)特種隔膜(mo)(mo)特別適用(yong)于動力(li)(li)電池(chi)。

　　隔膜性(xing)(xing)能決(jue)定了電池的內阻和界面結構，進而決(jue)定了電池容量、安全性(xing)(xing)能、充放電密度和循(xun)環性(xing)(xing)能等特性(xing)(xing)。與基膜相比，陶瓷涂覆隔膜具備如下特殊性(xing)(xing)能：

　　1、良好的化(hua)學(xue)穩定性：氧(yang)化(hua)鋁(lv)涂層可中和電解(jie)液中游(you)離的HF，提升(sheng)電池耐酸及耐有機溶(rong)劑性能，提高了(le)電池安全性能；

　　2、良好的機械性能：拉(la)伸強度(du)高，穿刺強度(du)高，降低了循環(huan)過程中的機械微短路(lu)，有效提升循環(huan)壽命；

　　3、良好(hao)的(de)熱穩定(ding)性(xing)：氧(yang)化(hua)鋁涂層具有(you)優(you)異的(de)耐高(gao)溫性(xing)，在180攝氏度以(yi)上還能保持(chi)隔膜完整形態熱收縮(suo)率低(di)，具有(you)較高(gao)的(de)破膜溫度；

　　4、良好的電解液浸潤性：與電解液相容性好，吸液率高(gao)，具有良好的吸液及保(bao)液能力。

　　5、高(gao)倍(bei)率性：高(gao)純超細氧化鋁在鋰離子電池中可形成固溶體，提高(gao)倍(bei)率性和循環(huan)性能(neng)；

　　6、獨特的(de)自關斷特性：保持了聚烯烴(jing)隔膜的(de)閉孔特性，避(bi)免(mian)熱失(shi)控(kong)引起安全隱患；

　　7、低自放電率(lv)：氧化(hua)鋁(lv)涂層增(zeng)加(jia)微孔曲折度(du)，自放電低于(yu)普(pu)通隔(ge)膜；

　　氧化鋁(lv)(lv)作為一種無機物(wu)，具(ju)有優良的(de)熱穩定性、化學惰(duo)性及電解液(ye)相溶性，是鋰離子電池隔膜陶瓷涂(tu)層的(de)理想選(xuan)擇。適用于(yu)隔膜涂(tu)覆(fu)的(de)氧化鋁(lv)(lv)主(zhu)要具(ju)有以下性能：

　　1、顆(ke)粒(li)大小(xiao)適(shi)中(zhong)，粒(li)徑均(jun)勻(yun)。隔(ge)(ge)膜(mo)(mo)涂覆(fu)用(yong)氧化(hua)(hua)鋁粒(li)徑D50一般(ban)在(zai)0.5um左右，顆(ke)粒(li)均(jun)勻(yun)，分散性能(neng)、懸浮性能(neng)好(hao)。顆(ke)粒(li)大小(xiao)適(shi)中(zhong)、粒(li)徑均(jun)勻(yun)的氧化(hua)(hua)鋁顆(ke)粒(li)能(neng)很好(hao)地(di)粘接到隔(ge)(ge)膜(mo)(mo)上，既(ji)耐(nai)高溫絕緣(yuan)，又不會(hui)堵塞隔(ge)(ge)膜(mo)(mo)孔，不影(ying)響Li+在(zai)正負極間來回運(yun)動(dong)，從(cong)而(er)提高鋰電池(chi)的安全性能(neng)和使(shi)用(yong)壽(shou)命；

　　2、氧(yang)化(hua)鋁(lv)純度高。隔(ge)膜涂覆(fu)用氧(yang)化(hua)鋁(lv)不(bu)能引入雜(za)質，要求純度不(bu)低于(yu)99.99%，否(fou)則會(hui)影響電池內部(bu)環(huan)境(jing)；

　　3、a相氧(yang)化鋁晶型結(jie)構。α-氧(yang)化鋁是所有(you)氧(yang)化鋁中最穩(wen)定(ding)(ding)(ding)的物相，具有(you)耐熱性(xing)(xing)強、成型性(xing)(xing)好、晶相結(jie)構穩(wen)定(ding)(ding)(ding)、硬(ying)度高、幾乎沒有(you)催化活性(xing)(xing)等(deng)特點，采用a相氧(yang)化鋁生產陶(tao)瓷涂覆隔膜，可以保證陶(tao)瓷涂覆隔膜具有(you)良好的化學穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)、熱穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)、對電(dian)解液的相容性(xing)(xing)及浸(jin)潤(run)性(xing)(xing)。

　　4、安(an)全環(huan)保。全無機成分，純度高，無毒無害，綠色(se)環(huan)保，符合國(guo)家標準以及國(guo)際(ji)環(huan)保要求(qiu)。

　　二(er)、高純超細氧化(hua)鋁在鋰離子電池活性物質(zhi)改性中的應用

　　鋰(li)離子電池活性(xing)(xing)物質的(de)改性(xing)(xing)包括(kuo)摻雜(za)、包覆、表(biao)(biao)面氧化、還(huan)原改性(xing)(xing)幾種方(fang)(fang)式，高純超細氧化鋁在鋰(li)離子電池活性(xing)(xing)物質改性(xing)(xing)中的(de)應用(yong)主(zhu)要表(biao)(biao)現在包覆和(he)摻雜(za)兩個方(fang)(fang)面。

　　1、納米氧化鋁中的(de)鋁離子(zi)摻(chan)雜(za)到(dao)鈷(gu)(gu)酸(suan)鋰(li)(li)（LiCoO2）、錳酸(suan)鋰(li)(li)（LiMn2O4）、磷酸(suan)鐵鋰(li)(li)（ LiFePO4）、鈦(tai)酸(suan)鋰(li)(li)（Li2TiO3）、鎳鈷(gu)(gu)錳酸(suan)鋰(li)(li)（NCM）、鎳鈷(gu)(gu)鋁酸(suan)鋰(li)(li)（NCA）等活性(xing)物質(zhi)中，可以(yi)提(ti)高電(dian)池(chi)(chi)的(de)電(dian)壓，從而(er)提(ti)高電(dian)池(chi)(chi)使用的(de)安全性(xing)。同時，鋁離子(zi)摻(chan)雜(za)可以(yi)形成固溶體，穩定晶格(ge)結構，提(ti)高電(dian)池(chi)(chi)的(de)倍率性(xing)能和循環性(xing)能。

（鎳(nie)鈷錳酸鋰(li)包覆氧化(hua)鋁(lv)后電鏡圖）

　　2、用(yong)(yong)納(na)米(mi)氧(yang)化(hua)鋁(lv)對(dui)(dui)鈷(gu)(gu)酸鋰(li)(li)、錳(meng)酸鋰(li)(li)、磷酸鐵鋰(li)(li)、鈦酸鋰(li)(li)、鎳鈷(gu)(gu)錳(meng)酸鋰(li)(li)、鎳鈷(gu)(gu)鋁(lv)酸鋰(li)(li)等活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)物(wu)質(zhi)等活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)物(wu)質(zhi)進行包(bao)(bao)覆(fu)，形成(cheng)納(na)米(mi)厚(hou)度的(de)氧(yang)化(hua)鋁(lv)包(bao)(bao)覆(fu)層(ceng)，可大幅度減小(xiao)界面(mian)阻抗，提(ti)供額外的(de)電(dian)(dian)子傳輸通道，阻止電(dian)(dian)解(jie)液(ye)對(dui)(dui)電(dian)(dian)極的(de)侵蝕作用(yong)(yong)，并且能(neng)容(rong)納(na)粒子在Li+脫嵌過程中的(de)體積變化(hua)，防止電(dian)(dian)極結(jie)構的(de)損壞(huai)。包(bao)(bao)覆(fu)層(ceng)還可以(yi)抑制(zhi)氧(yang)的(de)生成(cheng)和LiPF6的(de)分(fen)解(jie)，避免活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)物(wu)質(zhi)與電(dian)(dian)解(jie)液(ye)直接(jie)接(jie)觸，減少電(dian)(dian)化(hua)學比(bi)容(rong)量(liang)損失，從而提(ti)高活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)物(wu)質(zhi)的(de)電(dian)(dian)化(hua)學比(bi)容(rong)量(liang)，改善其循環性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)，延長使用(yong)(yong)壽命。相(xiang)反，過厚(hou)的(de)包(bao)(bao)覆(fu)層(ceng)則會導致電(dian)(dian)化(hua)學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)惡化(hua)。實驗表(biao)明(ming)，當氧(yang)化(hua)鋁(lv)包(bao)(bao)覆(fu)量(liang)相(xiang)對(dui)(dui)于(yu)LiCoO2的(de)摩爾(er)百分(fen)含量(liang)為1.5％時，包(bao)(bao)覆(fu)Al2O3的(de)LiCoO2充放電(dian)(dian)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)最好。

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