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氧化鋁（Al2O3）是一種白色晶狀粉末,，是一種無臭、無味,、無毒的高硬度,、耐高溫化合物，熔點為2054℃,，沸點為2980℃,。粒度均勻的超細氧化鋁粉體材料，具有多孔性,、高分散性,、絕緣性、耐熱性等特點,。高純氧化鋁按純度分類,，主要分為4N（純度99.99%）、4N5（純度99.995%）和5N（純度99.999%）三個級別,。5N級別的高純氧化鋁稱為高純超細氧化鋁,，通常用于鋰離子電池、催化劑載體,、透明陶瓷等領(lǐng)域,。下面，我們就來探討高純超細氧化鋁在鋰離子電池行業(yè)中的應用,。

總體上講,，高純超細氧化鋁在鋰離子電池行業(yè)中主要應用于陶瓷隔膜涂覆、電極活性物質(zhì)改性兩個方面,。

一、高純超細氧化鋁在鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜中的應用

（陶瓷涂覆隔膜結(jié)構(gòu)圖）

陶瓷涂覆隔膜是以PP,，PE或者多層復合隔膜為基體,，表面涂覆一層2-3um厚度的氧化鋁材料，經(jīng)過特殊工藝處理,，和基體粘接緊密,，起到耐高溫、絕緣的作用,，從而可以防止動力電池因溫度過高,，隔膜熔化而短路,，顯著提高鋰離子電池的耐高溫性能和安全性,。陶瓷涂覆特種隔膜特別適用于動力電池,。

隔膜性能決定了電池的內(nèi)阻和界面結(jié)構(gòu)，進而決定了電池容量,、安全性能,、充放電密度和循環(huán)性能等特性。與基膜相比,，陶瓷涂覆隔膜具備如下特殊性能：

1,、良好的化學穩(wěn)定性：氧化鋁涂層可中和電解液中游離的HF，提升電池耐酸及耐有機溶劑性能,，提高了電池安全性能,；

2、良好的機械性能：拉伸強度高,，穿刺強度高,，降低了循環(huán)過程中的機械微短路，有效提升循環(huán)壽命,；

3,、良好的熱穩(wěn)定性：氧化鋁涂層具有優(yōu)異的耐高溫性，在180攝氏度以上還能保持隔膜完整形態(tài)熱收縮率低,，具有較高的破膜溫度,；

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

5,、高倍率性：高純超細氧化鋁在鋰離子電池中可形成固溶體,，提高倍率性和循環(huán)性能；

6,、獨特的自關(guān)斷特性：保持了聚烯烴隔膜的閉孔特性,，避免熱失控引起安全隱患；

7,、低自放電率：氧化鋁涂層增加微孔曲折度,，自放電低于普通隔膜；

氧化鋁作為一種無機物,，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性,、化學惰性及電解液相溶性，是鋰離子電池隔膜陶瓷涂層的理想選擇,。適用于隔膜涂覆的氧化鋁主要具有以下性能：

1,、顆粒大小適中,，粒徑均勻。隔膜涂覆用氧化鋁粒徑D50一般在0.5um左右,，顆粒均勻,，分散性能、懸浮性能好,。顆粒大小適中,、粒徑均勻的氧化鋁顆粒能很好地粘接到隔膜上，既耐高溫絕緣,，又不會堵塞隔膜孔,，不影響Li+在正負極間來回運動，從而提高鋰電池的安全性能和使用壽命,；

2,、氧化鋁純度高。隔膜涂覆用氧化鋁不能引入雜質(zhì),，要求純度不低于99.99%,，否則會影響電池內(nèi)部環(huán)境；

3,、a相氧化鋁晶型結(jié)構(gòu),。α-氧化鋁是所有氧化鋁中最穩(wěn)定的物相，具有耐熱性強,、成型性好,、晶相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、硬度高,、幾乎沒有催化活性等特點,，采用a相氧化鋁生產(chǎn)陶瓷涂覆隔膜，可以保證陶瓷涂覆隔膜具有良好的化學穩(wěn)定性,、熱穩(wěn)定性,、對電解液的相容性及浸潤性。

4,、安全環(huán)保,。全無機成分，純度高,，無毒無害,，綠色環(huán)保，符合國家標準以及國際環(huán)保要求,。

二,、高純超細氧化鋁在鋰離子電池活性物質(zhì)改性中的應用

鋰離子電池活性物質(zhì)的改性包括摻雜、包覆,、表面氧化,、還原改性幾種方式,，高純超細氧化鋁在鋰離子電池活性物質(zhì)改性中的應用主要表現(xiàn)在包覆和摻雜兩個方面。

1,、納米氧化鋁中的鋁離子摻雜到鈷酸鋰（LiCoO2）,、錳酸鋰（LiMn2O4）、磷酸鐵鋰（?LiFePO4）,、鈦酸鋰（Li2TiO3）,、鎳鈷錳酸鋰（NCM）,、鎳鈷鋁酸鋰（NCA）等活性物質(zhì)中,，可以提高電池的電壓，從而提高電池使用的安全性,。同時,，鋁離子摻雜可以形成固溶體，穩(wěn)定晶格結(jié)構(gòu),，提高電池的倍率性能和循環(huán)性能,。

（鎳鈷錳酸鋰包覆氧化鋁后電鏡圖）

2、用納米氧化鋁對鈷酸鋰,、錳酸鋰,、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰,、鎳鈷錳酸鋰,、鎳鈷鋁酸鋰等活性物質(zhì)等活性物質(zhì)進行包覆，形成納米厚度的氧化鋁包覆層,，可大幅度減小界面阻抗,，提供額外的電子傳輸通道，阻止電解液對電極的侵蝕作用,，并且能容納粒子在Li+脫嵌過程中的體積變化,，防止電極結(jié)構(gòu)的損壞。包覆層還可以抑制氧的生成和LiPF6的分解,，避免活性物質(zhì)與電解液直接接觸,，減少電化學比容量損失，從而提高活性物質(zhì)的電化學比容量,，改善其循環(huán)性能,，延長使用壽命。相反,，過厚的包覆層則會導致電化學性能的惡化,。實驗表明，當氧化鋁包覆量相對于LiCoO2的摩爾百分含量為1.5％時,，包覆Al2O3的LiCoO2充放電性能最好,。

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