锂电池用纳米氧化铝Al2O3
- 格式:doc
- 大小:21.00 KB
- 文档页数:2
氧化铝对锂电位随着科技的发展,锂电池作为一种环保的能源形式,在许多领域得到了广泛应用。
而在锂电池的组成中,氧化铝是一种常见的添加剂,其对锂离子电池电位的产生和变化具有重要影响。
本文将对氧化铝对锂电位的影响进行探讨和分析。
一、引言氧化铝作为锂电池的一种关键材料,其作用主要是作为锂离子传输的通道或载体。
它的添加不仅可以提高电池的容量和能量密度,还可以改善电极结构和动力学性能。
而电解液与正极、负极以及隔膜之间的相互作用会形成动态电位。
这些电位的波动受到多种因素的影响,包括电解质浓度、温度、氧化铝含量等。
因此,了解氧化铝对锂电位的影响对于优化锂电池的性能至关重要。
二、氧化铝的理化性质及其对锂电位的影响1. 物理性质:氧化铝是一种白色固体,具有高熔点、高沸点和良好的绝缘性。
这些特性使得它在锂电池中具有良好的稳定性和耐高温性能。
2. 电化学性质:研究表明,当氧化铝添加到电解液中时,它会改变电解液的离子导电性,从而影响锂离子的迁移行为。
这会导致电极表面生成不同厚度的钝化层,进而影响动态电位的波动。
3. 对内阻的影响:氧化铝的加入会增加电解液的粘度,从而影响电子的传递速率。
然而,适当的氧化铝含量可以降低电解液的表面张力,有助于改善电极表面的润湿性,有利于锂离子嵌入和脱出,最终影响电池的内阻。
三、实际应用及效果在实际生产中,通过控制氧化铝的种类、粒径、含量等因素,可以有效调节锂电位的变化幅度。
例如,某些类型的氧化铝能够显著提高电池的充放电效率,延长电池的使用寿命。
此外,通过对氧化铝含量的精确控制,可以提高电池在不同工作条件下的稳定性。
四、结论和建议综上所述,氧化铝对锂电位有明显的影响。
为了获得更gao效、稳定的锂电池,建议在生产过程中注重选择合适的氧化铝类型和合理控制其含量。
同时,还需要进一步研究氧化铝与其他材料的相互作用机制,以实现更好的锂电池性能优化。
未来,随着科学技术的发展,相信我们会更好地理解和掌控氧化铝对锂电位的影响,为开发出更高性能的锂电池提供更多的可能。
纳米氧化铝用途范文
纳米氧化铝(Nanoparticulate aluminum oxide)是一种由氧化铝(Al2O3)构成的纳米材料,具有独特的物理和化学性质。
它具有高比表面积、低烧失量、高抗温度、高硬度、良好的导热性、抗化学腐蚀性等特点,因此被广泛应用于各个领域。
在本文中,将详细介绍纳米氧化铝的用途及其在不同领域中的应用。
1.电子行业
纳米氧化铝具有高绝缘性和低介电常数的特性,使其成为电子行业中的重要材料。
它可用作电子元件中的绝缘材料,如集成电路的绝缘层、电容器和电阻器的绝缘壳体等。
此外,纳米氧化铝还可用作透明导电薄膜的衬底材料,提高导电涂层的附着力和耐腐蚀性。
2.催化剂
3.涂层材料
4.陶瓷材料
5.生物医学领域
纳米氧化铝具有良好的生物相容性和生物惰性,使其成为生物医学领域的重要材料。
它可以用作医用陶瓷的材料,如人工关节和牙科材料。
此外,纳米氧化铝还可以用于制备纳米药物载体,并在药物传递和癌症治疗中发挥重要作用。
6.环境保护
总结:
纳米氧化铝是一种多功能材料,具有广泛的应用前景。
它在电子行业、催化剂、涂层材料、陶瓷材料、生物医学领域和环境保护等领域都发挥着
重要作用。
未来,随着纳米技术的发展,纳米氧化铝的应用将会继续扩展,为各个领域的发展和进步做出更大的贡献。
纳米氧化铝是一种含有铝元素的纳米材料。
它以其独特的物理和化学性质受到了广泛的关注,如高比表面积、优良的热稳定性、低导热系数和对光的选择性吸收。
纳米氧化铝在许多领域中都具有重要的应用前景,如生物医学、电子学、环境技术和能源技术。
例如,纳米氧化铝可用作生物传感器、生物医学影像剂、生物材料和纳米抗生素。
研究表明,纳米氧化铝具有抗菌和抗癌等生物活性,因此在生物医学领域中具有广阔的应用前景。
此外,纳米氧化铝在电子学领域中可作为高效的辅助电极材料,在能源技术领域中可作为高效的太阳能电池材料。
因此,研究和开发纳米氧化铝是当前科学和技术的热点之一,对于促进人类科技进步和改善人类生活具有重要意义。
纳米氧化铝是一种高效的热稳定剂,广泛用于高温陶瓷、高温金属基复合材料和高温陶瓷基复合材料中。
它具有良好的热稳定性、导热性和电绝缘性,是一种非常理想的热稳定剂。
纳米氧化铝的特殊结构使它具有高效的导热性,对于复合材料的热稳定性有着重要的提高作用。
此外,纳米氧化铝还具有良好的电绝缘性,可用于制造电子元器件。
纳米氧化铝的生产方法有多种,如热法合成、化学气相沉积法和溶胶-凝胶法等。
生产过程中可以控制纳米氧化铝的形貌和尺寸,从而提高其在复合材料中的性能。
纳米氧化铝在航空航天、汽车、电力和高温热处理等领域有广泛的应用前景,是一种具有重要潜力的新型材料。
氧化铝包覆天然石墨提升电池循环稳定性和安全性研究背景Al2O3在锂离子电池中的应用由来已久,其中最著名的属Celgard的张正铭博士提出的隔膜表面进行Al2O3涂覆以提高隔膜热稳定性以及三星SDI在负极进行氧化铝涂覆改善电池性能和安全。
不过近来关于Al2O3在锂电中应用的研究渐渐多起来。
远一点,中科院宁波材料所刘兆平研究员课题组的研究显示在常规电解液中添加硅烷-Al2O3不仅可以提升电池的循环、倍率等电化学性能,还能有效改善电池的安全性。
紧接着,韩国的Dae Sik Kim等的研究显示石墨表面包覆非晶Al2O3能提高电池的快充性能。
最近,Jeff Dahn老哥提出新的见解,认为NCM表面包覆的Al2O3能同LiPF6反应生成LiPO2F2进而能提升电池性能。
由于各种因素的趋势,动力电池的容量和能量密度不断提高,电池的安全性日益受到关切。
电池的安全问题很复杂,但根源之一还是在化学体系上。
只有从根本上提高材料的安全性才可能提高电池的整体安全特性。
总部位于深圳的贝特瑞在负极材料领域颇有声誉,研发实力在国内材料厂中也是首屈一指。
最近,贝特瑞专攻负极安全性改善的徐涛博士提出在天然石墨表面通过sol-gel法包覆Al2O3,不仅能提高电池的循环稳定性,同时还能改善安全性,成果以Synthesisof Alumina-Coated Natural Graphite for Highly Cycling Stability and Safety of Li-Ion Batteries为题发表在Chinese Journal of Chemistry上。
图1. (a-c)分别为天然石墨(NG)、包覆1 wt% Al2O3的天然石墨(记为AN-1)和包覆3 wt% Al2O3的天然石墨(记为AN-3)的SEM图像;(a’-c’)为(a-c)中方框区域的放大图像。
图2. (a)和(e)分别为AN-1和AN-3的SEM图像;(b-d)和(f-h)分别为AN-1和AN-3的元素分布图像。
Al2O3涂覆PE膜制备锂离子电池的高倍率性能雷京;朱丹;容亮斌;张国恒【摘要】采用三氧化二铝(Al2O3)单面涂覆聚乙烯隔膜(涂覆层厚度3 μm,聚乙烯层厚度9 μm),将涂覆层分别面对正极和负极,制作32700型6 Ah磷酸铁锂锂离子电池,并与使用9 μm和12 μm厚聚乙烯隔膜的对比.对电芯进行内阻、容量、倍率性能、循环性能和循环伏安测试.使用陶瓷隔膜的电芯与使用未涂覆隔膜的电芯相比,内阻均降低0. 2 mΩ,6. 00 C充电恒流比提升2%左右,以6. 00 C在2. 00~3.65 V循环566次的容量保持率提高8%,涂覆层面对负极的电芯与使用未涂覆隔膜的相比,6. 00 C放电温升可降低约3 ℃.使用陶瓷隔膜还可降低极化电压.【期刊名称】《电池》【年(卷),期】2018(048)005【总页数】3页(P341-343)【关键词】三氧化二铝(Al2O3);磷酸铁锂(LiFePO4);锂离子电池;电化学性能;隔膜【作者】雷京;朱丹;容亮斌;张国恒【作者单位】深圳市沃特玛电池有限公司,广东深圳 518118;深圳市沃特玛电池有限公司,广东深圳 518118;深圳市沃特玛电池有限公司,广东深圳 518118;深圳市沃特玛电池有限公司,广东深圳 518118【正文语种】中文【中图分类】TM912.9隔膜作为锂离子电池关键材料之一,既可防止电池正负极直接接触导致短路,又能允许离子在充放电时自由快速地通过[1]。
隔膜的性能会影响电池的内阻和界面结构,进而影响电池的容量、倍率充放电和循环性能等特性。
陶瓷涂覆隔膜由于三氧化二铝(Al2O3)表面存在亲水的羟基,可较好地提高隔膜和电极接触面的浸润性和保液能力,提高电池的循环性能。
饶睦敏等[2]在32650型5 Ah磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子电池中使用Al2O3涂覆隔膜,提高了循环性能。
本文作者进一步研究单面涂覆Al2O3的陶瓷隔膜对32700型LiFePO4动力锂离子电池性能的影响。
纳米氧化铝的特点
纳米氧化铝具有许多独特的性质。
首先,纳米氧化铝具有高反射率,能够很好地反射太阳光,可以有效减少物体受到的高温,从而达到节能的目的。
其次,纳米氧化铝具有低比表面积,这使其具有优良的表面强度,能够抵抗腐蚀,被广泛应用于工业和农业设备的表面环境处理中。
此外,纳米氧化铝还具有低比容积,这使得它在运输和存储中非常方便,能够节省运输和存储成本。
另外,纳米氧化铝的化学性质在不同的制备方法及工艺条件下会有所不同,可获得不同结构的纳米氧化铝:χ、β、η和γ型氧化铝,κ、δ、θ型氧化铝以及α-Al2O3等。
这些不同结构的氧化铝有的具有高分散、高活性、多孔性等特点,属于活性氧化铝;有的则具有较低的比表面、耐高温的惰性,或较强的表面酸性和一定的表面碱性等特点,被广泛应用作催化剂和催化剂载体等新的绿色化学材料。
综上所述,纳米氧化铝具有高反射率、低比表面积、低比容积等特性,以及不同结构的化学性质,使其在多个领域中具有广泛的应用价值。
高纯纳米氧化铝
高纯纳米氧化铝是一种具有广泛应用前景的纳米材料,具有许多优异的性能和特点。
本文将对高纯纳米氧化铝的来源、性质、制备方法以及应用领域进行探讨,以便更好地了解这一材料。
高纯纳米氧化铝,顾名思义,是指氧化铝在纳米尺度下的制备物质,具有高纯度和纳米级尺寸。
氧化铝是一种无机化合物,化学式为Al2O3,常见的晶体结构有α-Al2O3和γ-Al2O3等。
高纯纳米氧化铝具有高比表面积、优异的机械性能、优良的热稳定性和化学稳定性等特点,因此在陶瓷、电子材料、光电材料、催化剂等领域具有广泛的应用前景。
高纯纳米氧化铝的制备方法多样,常见的方法包括溶胶-凝胶法、气相沉积法、溶液法、燃烧法等。
这些方法可以通过控制反应条件、溶液浓度、温度等参数来调控氧化铝的纳米尺度和性质,以满足不同领域的需求。
在陶瓷领域,高纯纳米氧化铝可以用于制备高强度、高硬度的陶瓷材料,具有优异的耐磨损性能和耐高温性能,广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
在电子材料领域,高纯纳米氧化铝可以用于制备高介电常数的材料,用于制备电容器、介质等器件。
在催化剂领域,高纯纳米氧化铝可以用作载体材料,提高催化剂的分散性和活性,广泛应用于化学反应、环境治理等领域。
高纯纳米氧化铝作为一种优异的纳米材料,具有广泛的应用前景和发展空间。
随着纳米技术的不断发展和成熟,相信高纯纳米氧化铝将在各个领域展现出更多的优异性能和应用价值,为人类社会的发展做出更大的贡献。
锂离子电池隔膜涂覆用氧化铝Alumina for separator coating of lithiumion batteries锂离子电池隔膜涂覆用氧化铝1 范围本文件规定了锂离子电池隔膜涂覆用氧化铝的分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及随行订货单内容。
本文件适用于新能源汽车领域用锂离子电池隔膜涂覆用氧化铝。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中:注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修订单)适用于本文件。
GB/T 6609.1 氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法第1部分:微量元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法GB/T 6609.3 氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法钼蓝光度法测定二氧化硅含量GB/T 6609.4 氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法邻二氮杂菲光度法测定三氧化二铁含量GB/T 6609.5 氧化钠含量的测定GB/T 6609.23 试样的制备及贮存GB/T 6609.35 氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法第35部分:比表面积的测定氮吸附法GB/T 19077 粒度分析激光衍射法YS/T 976 煅烧α型氧化铝中α-Al2O3含量的测定 X-射线衍射法3 术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。
4 分类产品按化学成分、粒度及比表面积分为4个牌号:A-CX-400SG、A-CX-500SG、A-P-400SG、A-Z-400SG。
5 技术要求5.1 化学成分产品的化学成分应符合表1的规定。
5.2 物理性能产品的物理性能应符合表1的规定2表1 锂离子电池隔膜涂覆用氧化铝的化学成分和物理性能牌号化学成分物理性能Al2O3%不小于杂质含量×10-6,不大于粒度μmα-Al2O3%不小于比表面积m2/g不大于Si Fe Na Ca Zn Cu Cr D50A-CX-400SG99.5 200 100 100 100 100 5 5 0.7-1.0 90 8A-CX-500SG99.5 200 100 100 100 100 5 5 0.5-0.7 90 10A-P-400SG99.5 200 150 200 200 200 5 5 0.7-1.0 90 9A-Z-400SG99.5 200 150 100 100 50 5 5 0.7-1.0 90 8注:氧化铝含量为100%减去列表中杂质氧化物含量总和之差。
纳米三氧化二铁在磷酸铁锂电池的应用一、引言随着全球能源需求的日益增长和环保意识的不断加强,可再生能源和清洁能源技术得到了广泛关注。
作为电动汽车和混合动力汽车的核心部件,锂离子电池的发展对提高电动汽车续航里程、缩短充电时间、降低生产成本以及满足大规模储能需求等方面具有重要意义。
在众多类型的锂离子电池中,磷酸铁锂电池凭借其安全性能高、寿命长等优势成为研究焦点。
然而,如何提高磷酸铁锂电池的能量密度和充放电性能是当前面临的重要挑战。
纳米技术作为一种新兴技术,为解决这一问题提供了可能。
本论文将重点关注纳米三氧化二铁在磷酸铁锂电池中的应用。
二、纳米三氧化二铁的特性与优势纳米三氧化二铁(Fe2O3)是一种具有纳米尺度的氧化铁材料,具有独特的物理化学性质。
相比于传统尺寸的氧化铁,纳米三氧化二铁具有更高的比表面积、更优异的磁学和光学性能,以及更好的化学反应活性。
这些特性使得纳米三氧化二铁在催化、磁记录、药物传递、光电器件等领域具有广泛的应用前景。
在磷酸铁锂电池中,纳米三氧化二铁的应用主要基于其优异的电化学性能和磁学性能。
它可以作为电池的正极材料,提高电池的能量密度和充放电性能。
此外,纳米三氧化二铁的磁学性能还可以用于改善电池的电磁屏蔽性能和热管理性能。
三、纳米三氧化二铁在磷酸铁锂电池中的应用在磷酸铁锂电池中,纳米三氧化二铁可以作为正极材料用于提高电池的能量密度和充放电性能。
其作用机制主要涉及以下几个方面:1.提高活性物质利用率:通过减小活性物质颗粒尺寸至纳米级别,可以显著提高活性物质利用率。
这是因为纳米颗粒具有更大的比表面积,能够提供更多的活性反应位点,从而提高了电子和离子的传输效率。
2.改善离子扩散动力学:相比于传统尺寸的颗粒,纳米颗粒具有更高的表面能和活性,这有助于加速离子在电极材料中的扩散。
在磷酸铁锂电池中,离子扩散速度的提高有助于提高电池的充放电性能和倍率性能。
3.增强电极结构稳定性:通过纳米技术制备的电极材料具有更加紧密和均匀的结构,这有助于提高电极的结构稳定性。
ald原理氧化铝
一、概述
氧化铝(Al2O3)是一种无机高分子材料,也称硬质氧化铝,具有优良的电气绝缘性、耐化学腐蚀性、耐高温热稳定性和力学强度。
在高温、腐蚀环境下,它具有非凡的耐热和耐腐蚀性,具有抗擦伤、抗氧化、绝缘、高温耐蚀等优秀性能。
氧化铝应用于许多行业,如航空航天工业、先进材料工业、电子工业等。
ALOx原理是使用氧化相老化技术来改变氧化铝表面的基本特性和功能。
ALD原理是基于气体气相中的共沉淀技术的。
如果沉淀液添加的腐蚀剂太多,则形成的氧化膜会过厚,容易破坏氧化铝的性能。
因此,使用ALD原理,可以通过调控气体中的溶剂浓度,使氧化膜的厚度恰当,同时保持氧化铝的本质性能。
二、ALD原理
ALD原理是一种纳米尺度上制备氧化物膜的技术。
ALD原理是一种溶质气相沉淀技术,能够在纳米尺度上制备出致密、均匀、厚度可控的薄膜。
简单来说,气体中的带电离子与表面的原子发生反应,在表面形成一层厚度可控的氧化物膜。
ALD原理以循环的方式在表面进行反应,第一步是氧化剂发生变化(诸如水气、氧气等),形成氧化物离子,然后,这些离子结合到表面上,形成氧化物薄膜。
最后,氧化剂(水气)再次发生变化,清除表面的氧化物薄膜,完成一次循环。
ALD原理可以在氧化物膜的厚度控制范围内,通过改变氧化剂的浓度来控制膜的厚度。
ALD可以处理多种材料,具有优异的精度和质量。
ALD技术可以在表面制备出致密、均匀、厚度可控的氧化物膜,可用于多种电子信息、材料及工业制造领域,以提高性能、扩大应用范围和改善工艺等。
锂电隔膜涂覆纳米材料总结依据立木信息咨询发布的《 中国锂电用勃姆石市场调研与投资预测报告《 2022版)》显示:勃姆石又称~水软铝石,化学式为γ-AlOOH,晶体呈细小片状,通常成隐晶质块体或胶态,分布于铝土矿中,呈白色或微黄色,有玻璃光泽。
目前,锂电池电芯隔膜的涂覆、极片涂覆主要应用氧化铝、芳纶、勃姆石或其他有机、无机材料涂覆,其中勃姆石凭借优异的绝缘性、化学与电化学稳定性、耐热性等,能够在较低的涂层厚度下,提升隔膜的热稳定性,提高锂离子电池的安全性,改善锂电池的倍率性能和循环性能,减少锂电池的自放电,日益成为主流的涂覆材料。
2021年,勃姆石占无机涂覆膜用量的比例为45%,2021年我国锂电用勃姆石需求量超过2.0万吨,预计至2025年勃姆石占无机涂覆膜用量的比例达75%。
2025年我国锂电用勃姆石需求量将达4.5万吨。
随着新能源产业的快速发展,锂电池隔膜涂覆材料作为新能源动力锂电池的重要原材料,市场需求旺盛。
当前市场上锂电池涂覆材料种类主要分为无机涂覆、有机涂覆、有机+无机涂覆三种方式。
目前,以勃姆石和氧化铝为主要涂覆材料的无机涂覆技术更加成熟,可用于涂覆在新能源动力电池和消费电池等锂电池隔膜上,有效提升隔膜的热收缩性能,保证电池的安全性。
与氧化铝相比,勃姆石作为涂覆材料,在动力电池安全解决方案更能凸显优势:1)高纯勃姆石磁性异物含量更低,有效防止漏电、短路等安全问题;2)勃姆石吸水率显著低于传统涂覆材料,有利于高镍电池的水分控制;3)勃姆石材料的替换对隔膜企业和电池企业在设备及工艺的更换方面没有明显的门槛,设备简单,生产成本较低。
《《《《除此之外,勃姆石的原材料是氢氧化铝,来源丰富,原材料供应充足,更利于勃姆石存量生产企业快速扩大产能,发挥先发优势。
GGII《数据显示,2021《年涂覆膜占隔膜出货量比例超《45%《 含第三方涂覆),预计《2022《年有望超《65%。
中国锂离子电池隔膜行业白皮书 2020《年)》显示,2019年,用于隔膜涂覆的无机材料出货量《1.4《万吨,其中氧化铝材料《0.8万吨,勃姆石材料《0.6《万吨。
锂电池用纳米氧化铝(Al2O3 VK-L30D)
在锂离子电池充放电过程中,锂离子在正负极材料中反复嵌入与
脱嵌,使LiCo02活性材料的结构在多次收缩和膨胀后发生改变,同
时导致LiCoO2发生层间松动而脱落,使内阻增大,电化学比容量减
小。在LiCoO2表面包覆一层 Al2O3(VK-L30D)可避免LiCo02与
电解液直接接触,减少电化学比容量损失,从而提高LiCoO2的电化
学比容量,改善其循环性能,延长使用寿命。
当电池充至高压时,LiCoOu结构中的大量的C00 将会变成Co4 ,
Co4 的形成将导致氧缺陷的形成,这将会减弱过渡金属与氧之间的
束缚力,从而使Co4 溶入电解液中。在LiCoO2表面包覆Al2O3
(VK-L30D)后,在充放电过程中LiCoO2与Al2o3(VK-L30D)接
触的界面结构将会发生重排,从而减少氧缺陷的形成,相应地提高材
料的结构稳定性。另一方面如果材料直接与电解液接触,强氧化性的
C04 将会与电解液发生反应从而导致容量损失。包覆Al2O3
(VK-L30D)后可避免LiCoO2
与电解液直接接触,减少容量损失,从而提高Li.Coo2材料的电化
学比容量,改善其循环性
Al2O3(VK-L30D)包覆量相对于L~CoO2的摩尔百分含量为1.5
mol%时,包覆Al2O3(VK-L30D)的LiCo02粉末的充放电性能最
好,