氧化鋁及其制備方法、鋰電池隔膜和鋰電池技術

本發明專利技術涉及一種氧化鋁及其制備方法、鋰電池隔膜和鋰電池。氧化鋁的制備方法包括：將氫氧化鋁與礦化劑混合均勻之后進行熱處理，充分反應之后得到氧化鋁前體；對氧化鋁前體進行研磨至D50為1μm～3μm，得到研磨后的氧化鋁前體；將研磨后的氧化鋁前體與水混合得到漿料，之后調節漿料的pH值至6～8，得到中性漿料；將中性漿料與分散劑混合均勻之后研磨至中性漿料中氧化鋁前體的D50為0.3μm～1.0μm，且D100小于5μm，得到研磨后的中性漿料；以及將研磨后的中性漿料進行噴霧干燥，之后打散噴霧干燥后的團聚大顆粒，得到氧化鋁。上述氧化鋁的制備方法的生產工藝簡單，可大批量生產，具有成本優勢，采用上述制備方法能夠制備得到低BET、高純度和粒度分布窄的α

【技術實現步驟摘要】
氧化鋁及其制備方法、鋰電池隔膜和鋰電池


[0001]本專利技術涉及鋰電池
，特別是涉及一種氧化鋁及其制備方法、鋰電池隔膜和鋰電池。

技術介紹

[0002]鋰電池隔膜是一種具有微孔結構的薄膜(例如PE、PP、PE
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PP復合膜等)，對于PP、PE或者PP
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PE復合的鋰電池隔膜，當電流過大時，很容易造成穿孔現象，進而造成鋰電池燃燒或者爆炸。而細氧化鋁作為涂層材料與粘合劑一起使用涂著在PP或者PE材料表面可以起到調孔的作用，這是因為高純氧化鋁為晶體結構，當電流過大時，材料發熱，進而板狀晶體結構的高純氧化鋁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，這時鋰電池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密度且安全可靠充放電提供了可能。
[0003]傳統的高純細氧化鋁由有機鋁鹽通過熱分解法獲得，該方法生產出的氧化鋁純度可以達到99.99％。然而，傳統的制備方法的工藝條件苛刻復雜，生產成本較高，不利于廣泛應用。

技術實現思路

[0004]基于此，有必要提供一種生產工藝簡單的氧化鋁及其制備方法、鋰電池隔膜和鋰電池。
[0005]一種氧化鋁的制備方法，包括如下步驟：
[0006]將氫氧化鋁與礦化劑混合均勻之后進行熱處理，充分反應之后得到氧化鋁前體；
[0007]對所述氧化鋁前體進行研磨至D50為1μm～3μm，得到研磨后的氧化鋁前體；
[0008]將所述研磨后的氧化鋁前體與水混合得到漿料，之后調節所述漿料的pH值至6～8，得到中性漿料；
[0009]將所述中性漿料與分散劑混合均勻之后研磨至所述中性漿料中氧化鋁前體的D50為0.3μm～1.0μm，且D100小于5μm，得到研磨后的中性漿料；以及
[0010]將所述研磨后的中性漿料進行噴霧干燥，之后打散噴霧干燥后的團聚大顆粒，得到氧化鋁。
[0011]上述氧化鋁的制備方法的生產工藝簡單，可大批量生產，具有成本優勢，經過試驗驗證，采用上述氧化鋁的制備方法能夠制備得到低BET、高純度和粒度分布窄的α
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氧化鋁，有利于廣泛應用。
[0012]在一個可行的實現方式中，將氫氧化鋁與礦化劑混合均勻之后進行熱處理，充分反應之后得到氧化鋁前體的操作為：
[0013]將氫氧化鋁與礦化劑混合均勻之后放入熱處理設備中，之后按照1℃/min～20℃/min的升溫速率升溫至1100℃/min～1500℃/min，保溫1h～24h之后得到粒徑D50為1μm～10
μm的氧化鋁前體；其中，熱處理設備為箱式爐、管式爐、輥道窯、推板窯或者回轉爐。
[0014]在一個可行的實現方式中，所述礦化劑為硼酸；和/或所述氫氧化鋁與所述礦化劑的質量比為100：(0.1～5)。
[0015]在一個可行的實現方式中，采用有機酸調節所述漿料的pH值，所述有機酸選自檸檬酸、草酸、乙酸、乙二酸和甲酸中的至少一種。
[0016]在一個可行的實現方式中，所述中性漿料與所述分散劑的質量比為100：(0.1～5)；和/或
[0017]所述中性漿料的固含量為10％～50％；和/或
[0018]所述分散劑為分子量為400～4000的聚乙二醇。
[0019]在一個可行的實現方式中，打散噴霧干燥后的團聚大顆粒的操作為：采用盤式氣流磨打散噴霧干燥后的團聚大顆粒。
[0020]一種氧化鋁，采用上述任一的氧化鋁的制備方法制備得到，所述氧化鋁的粒徑D50為0.3μm～1.0μm，所述氧化鋁的粒徑D100小于5μm，所述氧化鋁的純度為99％以上。
[0021]本專利技術的氧化鋁具有低BET、高純度和粒度分布窄的優點，有利于廣泛應用。
[0022]在一個可行的實現方式中，所述氧化鋁的比表面為3m2/g～8m2/g，固含量為30％的氧化鋁的純水溶液的pH值為8～9。
[0023]一種鋰電池隔膜，包括基膜，所述基膜的至少一側表面設置有涂層，所述涂層包括上述的氧化鋁。
[0024]本專利技術的鋰電池隔膜包括上述的氧化鋁，由于本專利技術的氧化鋁具有低BET、高純度和粒度分布窄的優點，因此，采用上述氧化鋁的鋰電池隔膜的性能較好，有利于廣泛應用。
[0025]一種鋰電池，包括上述的鋰電池隔膜。
[0026]本專利技術的氧化鋁作為涂層材料用于基膜表面可以起到調孔的作用，這是因為高純氧化鋁為晶體結構，當電流過大時，基膜材料發熱，進而板狀晶體結構的高純氧化鋁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，基膜材料體積會收縮，這時鋰電池隔膜上的電流傳導孔就會重新打開。利用氧化鋁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密度且安全可靠充放電提供了可能。
附圖說明
[0027]圖1為本專利技術一實施方式的氧化鋁的制備方法的流程圖；
[0028]圖2為本專利技術實施例1的α
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氧化鋁的粒度圖；
[0029]圖3為本專利技術實施例1的α
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氧化鋁的XRD衍射圖及α
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氧化鋁的標準PDF卡片#10
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1073。
具體實施方式
[0030]為使本專利技術的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本專利技術。但是本專利技術能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本專利技術內涵的情況下做類似改進，因此本專利技術不受下面公開的具體實施例的限制。
[0031]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本專利技術的
的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本專利技術的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本專利技術。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0032]請參見圖1，本專利技術一實施方式的氧化鋁的制備方法，包括如下步驟：
[0033]S10、將氫氧化鋁與礦化劑混合均勻之后進行熱處理，充分反應之后得到氧化鋁前體。
[0034]在其中一個實施例中，將氫氧化鋁與礦化劑混合均勻之后進行熱處理，充分反應之后得到氧化鋁前體的操作為：
[0035]將氫氧化鋁與礦化劑混合均勻之后放入熱處理設備中，之后按照1℃/min～20℃/min的升溫速率升溫至1100℃/min～1500℃/min，保溫1h～24h之后得到粒徑D50為1μm～10μm的氧化鋁前體；其中，熱處理設備為箱式爐、管式爐、輥道窯、推板窯或者回轉爐。
[0036]在其中一個實施例中，礦化劑為硼酸。硼酸作為礦化劑能夠降低熱處理的溫度，且抑制晶粒粘連，避免影響氧化鋁的性能。
[0037]在其中一個實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種氧化鋁的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將氫氧化鋁與礦化劑混合均勻之后進行熱處理，充分反應之后得到氧化鋁前體；對所述氧化鋁前體進行研磨至D50為1μm～3μm，得到研磨后的氧化鋁前體；將所述研磨后的氧化鋁前體與水混合得到漿料，之后調節所述漿料的pH值至6～8，得到中性漿料；將所述中性漿料與分散劑混合均勻之后研磨至所述中性漿料中氧化鋁前體的D50為0.3μm～1.0μm，且D100小于5μm，得到研磨后的中性漿料；以及將所述研磨后的中性漿料進行噴霧干燥，之后打散噴霧干燥后的團聚大顆粒，得到氧化鋁。2.根據權利要求1所述的氧化鋁的制備方法，其特征在于，將氫氧化鋁與礦化劑混合均勻之后進行熱處理，充分反應之后得到氧化鋁前體的操作為：將氫氧化鋁與礦化劑混合均勻之后放入熱處理設備中，之后按照1℃/min～20℃/min的升溫速率升溫至1100℃/min～1500℃/min，保溫1h～24h之后得到粒徑D50為1μm～10μm的氧化鋁前體；其中，熱處理設備為箱式爐、管式爐、輥道窯、推板窯或者回轉爐。3.根據權利要求1或2所述的氧化鋁的制備方法，其特征在于，所述礦化劑為硼酸；和/或所述氫氧化鋁與所述礦化劑的質量比為100：...

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈德赟，曹文卓，周建飛，翁啟東，李婷，
申請(專利權)人：湖州南木納米科技有限公司，
類型：發明
國別省市：