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近年來勃姆石在鋰電隔膜涂敷領域的市場份額逐步擴大。勃姆石是什么,有什么特點,為什么能夠用在鋰電隔膜涂敷領域。
勃姆石(γ-AlOOH)是鋁土礦的主要組成部分,最早由包姆和尼查森通過X射線衍射方法發(fā)現(xiàn)了一種一水硬鋁石異構體,1927年德拉帕蘭特對普羅旺斯地區(qū)的萊博的鋁土礦進行分析,證實了這一點,并將γ-AlOOH形成的礦石命名為boehmite,勃姆石。
目前勃姆石比較大的應用領域為鋰電池隔膜陶瓷層涂覆材料, PP/PE材料的鋰電池隔膜是通孔,當電流過大時,很容易造成穿孔現(xiàn)象,進而造成鋰電池燃燒或者爆炸,而用勃姆石作為涂層材料與粘合劑一起使用涂覆在PP/PE材料表面可以起到調孔的作用,這是因為勃姆石為板狀晶體結構,當電流過大時,材料發(fā)熱,進而板狀晶體結構的勃姆石涂層材料就會體積膨脹,就會閉合鋰電池隔膜上的電流傳導孔,從而起到阻斷電流的作用,當溫度降下來時,材料體積會收縮,這時隔膜上的電流傳導孔就會重新打開,利用該材料特殊的物理和化學性能,可以大大提高鋰電池的安全性能,從而為大功率鋰電池高能量安度可靠充放電提供了可能。勃姆石材料還具有非常優(yōu)良的導熱性能,電池溫度過高時,這種材料可以很好地進行熱量傳導,從而解決了PP/PE材料導熱性差等問題。
目前勃姆石的制備方法大多數(shù)為水熱法,采用三水鋁石為原料,通過調整粒度、壓力、溫度等參數(shù),可制備不同形貌的勃姆石晶體。但目前三水鋁石轉化成勃姆石的機理在學術界仍有分歧,主要分歧為過程到底是單純的固態(tài)反應還是溶解后再結晶的固液反應。通過大量文獻和大量實驗中,本文作者更傾向于轉化過程為溶解再結晶的固液態(tài)反應。
據(jù)于以上機理,鄒平恒嘉新材料科技有限公司生產的高純勃姆石,采用高純氧化鋁的生產工藝來生產,以超低鐵低硅鋁酸鈉精制液為原料,通過碳分的方法制備超細前驅體,在水熱過程中加入晶種為晶核,誘導勃姆石的有序生長,這樣生長出來的勃姆石晶格完整,大小均勻,分散性較好,實現(xiàn)勃姆石晶相轉化率達到100%,化學純度達到99.98%,原晶尺寸在0.5um,晶體形狀為近似正方體。特別適合鋰電隔膜涂敷使用。
碳分晶種誘導法跟常規(guī)水熱法對比,優(yōu)勢體現(xiàn)在:
1、原料不外購,自主生產,產業(yè)鏈完整,成本有一定優(yōu)勢。
2、轉化率高,晶格發(fā)育完整。
3、粒度均勻性好,顆粒分散性好。
4、純度高,磁性物少。
5、易實現(xiàn)規(guī)?;畏€(wěn)定性好。
6、整體閉式循環(huán)式生產,對環(huán)境友好。
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