项目详情

锂电池隔膜用高纯超细氧化铝粉体项目
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介绍:采用自主研发的低温转相-超细粉碎技术,以氧化铝水合物如氢氧化铝、一水软铝石、拟薄水铝石等为原料,生产锂电池隔膜涂覆用α-氧化铝超细粉体。该产品同时满足超细、低钠、高转化率、高分散性等要求,完全满足锂电池隔膜涂覆使用,各项应用指标均达到国际先进水平。
项目背景
目前已经在实验室小规模试产,生产样品五十余公斤,经检测和对比,各方面性能指标超过市面大多数产品,为下一步工业化生产奠定了基础。
为配合本项目顺利实施,团队研发专用低温煅烧自动装卸料系统,与矿化剂配方都属于自主研发,正在申请专利。
研究思路
技术指标:
- 外观:白色粉末
- pH 值:6‐11
- 晶型:α 相
- 粒径:300-500 nm
- 纯度:≥99.99%
- 比表面积:5-7
- 微观形貌:类球形
- 粒度:D10>0.2μm;0.5μm<D50<1.0μm;D90<2.0μm

技术优势:
优势一:随着锂离子电池容量的不断提高,内部蓄积的能量越来越大,内部温度会提高,有可能出现温度过高使负极隔膜被融化而造成短路;如果在隔膜上涂上一层超细超纯氧化铝涂层,就能避免电极之间短路,提高锂电池使用的安全性。
优势二:高纯氧化铝还具有非常优良的导热性能,电池温度过高里,这种材料可以很好地进行热量传导,从而解决了PP/PE材料导热性差的问题。
优势三:高纯氧化铝材料还具有一定的阻燃性,即使因为温度过高,达到燃烧临界点,该材料的良好的阻燃性能会阻止大范围的燃烧甚至爆炸。
本团队研发的产品具有以下特点:氧化铝纯度高;氧化铝含量高,硅、铁、钠、钙等有害杂质含量低,产品纯度高,使用时不引入杂质,不影响电池内部环境;粒度小、分布窄;超细的氧化铝颗粒粒径的控制,且粒径分布集中,不会堵塞锂电池隔膜空隙;形貌结构好;生产过程中通过结构调控使α-氧化铝在三维空间均匀生长,呈微晶球形。通过表面改性,粉体的分散性好。与电解液相容性好,吸液率高。

上图为本团队的产品,以下为各类竞品的产品分析图片:



创新性:
以工业氢氧化铝为主要原料制备锂电池隔膜用高纯超细氧化铝粉体,生产成本明显低于目前常用的化学合成法,且生产工艺简单,无任何空气和水污染,符合国家环保政策,便于批量化生产。
两步煅烧和两步粉碎工艺使做为α氧化铝前驱体的γ氧化铝粒度可控,大大降低了α氧化铝的烧结状况,降低了球磨成本,实现良好的粒度分布;
通过烧结助剂的均化工艺和气流分级共同作用为高纯度、优秀形貌和窄粒径分布打下基础。
研究成果
研究意义
锂电池隔膜作为电池的“第三极”,是锂离子电池中的关键内层组件之一。隔膜吸收电解液后,可隔离正、负极,以防止短路,同时允许锂离子的传导。在过度充电或者温度升高时,隔膜通过闭孔来阻隔电流传导,防止爆炸。
性能优异的隔膜对提高电池的综合性能起着有重要的作用。使用超细氧化铝材料制备的陶瓷隔膜,具有强度高、耐腐蚀、防火、无毒等优点,化学稳定性好,热稳定性高,可有效提高电池的机械性能和安全性能。
锂电池陶瓷涂覆特种隔膜是以PP,PE或者多层复合隔膜为基体,表面涂覆一层特殊氧化铝材料,经过专门工艺处理和基体粘接紧密,显著提高锂离子电池的耐高温性能和安全性,特别适用于动力电池。
氧化铝特点和作用:
• 化学稳定性:耐有机溶剂
• 电解液浸润性:与电解液相容性好
• 中和电解液中游离的HF:提升电池耐酸性,安全性提高
• 机械性能好:拉伸强度高,穿刺强度高
• 良好的热稳定性:热收缩率低,保持聚烯烃的自关断特性
• 增加微孔曲折度:自放电低于普通隔膜
应用领域:
该产品可应用于锂电池隔膜用氧化铝涂覆原料、微晶陶瓷、精密陶瓷、泡沫陶瓷、电缆、油漆填料、耐热阻燃剂、集成电路芯片、航空光源器件等领域
市场规模:
随着电动汽车市场的快速发展,锂离子电池及锂电池隔膜市场将同比正常,隔膜用氧化铝市场也将随之快速增长。预计2017年,全国锂离子电池隔膜市场达到150亿元,其中锂电池隔膜用氧化铝市场为8亿元(年需求2万吨以上),预计到2020年将达到4万吨,市场容量达16亿元。
以目前市场价格4万元/吨、年产500吨为例,每年可实现营业收入2000万元,纯利润超过750万元。
团队介绍

ISVR研究所
人数22
项目4
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