奈米材料在鋰電池中的新增應用

2021-09-24 14:08:46 字數 4032 閱讀 9927

奈米三氧化二鋁,奈米氫氧化鋁,奈米二氧化鈦,奈米氧化鎂,奈米二氧化鋯,奈米氧化鋅,奈米氧化鐵,奈米二氧化矽等奈米材料在鋰電池(磷酸鐵鋰,錳酸鋰,鈷酸鋰,鈦酸鋰以及電池隔膜)中的新增與應用。

鋰電池專用奈米氧化鋁是根據電池,以及電池材料的效能,經過特殊的加工工藝生產出來的粒徑小而均勻,純度高,表面效能優異的奈米粉體,廣泛用於各種鋰電池,鹼性電池,太陽能電池等以及其他電池,提高電池的儲能效能,安全效能,起到節能環保的作。

1,奈米氧化鋁用作鋰電池電極塗層,可以有效的起到隔熱,絕緣的作用,提高安全效能

2,摻雜鋁到鈷酸鋰中,可形成固溶體,穩定晶格,提高倍率效能和迴圈效能。

3,用奈米氧化鋁對鈷酸鋰進行包覆,可以提高熱穩定性,提高迴圈效能和耐過充能力,抑制氧的生成和lipf6的分解,可避免lico02與電解液直接接觸,減少電化學比容量損失,從而提高licoo2的電化學比容量。

4, 奈米氧化鋁中鋁離子的摻雜,可以提高電池的電壓,從而提高電池使用的安全性

5, 奈米氧化鋁應用於改性進尖晶石錳酸鋰材料,生產出的電池可逆容量達到107mah/克,55c迴圈200次, 容量保持率大於90%,優於國際同類產品水平,是國內第乙個可用於用高功率鋰離子電池的材料。

奈米氫氧化鋁粒徑小,比表面積大,活性高,用到錳酸鋰,鈷酸鋰,磷酸鐵鋰裡面顯著提高鋰電池的迴圈效能,放點容量,倍率效能。更好的為鋰離子的迴圈提供通道。

技術指標:

鋰電池專用奈米氧化鋁是我公司根據電池,以及電池材料的效能,經過特殊的加工工藝生產出來的粒徑小而均勻,純度高,表面效能優異的奈米粉體,廣泛用於各種鋰電池,鹼性電池,太陽能電池等以及其他電池,提高電池的儲能效能,安全效能,起到節能環保的作。

據市場反應,電池薄膜用奈米氧化鋁在純度必須要大於99.99%,且d50為300-500nm範圍最佳,否則塗復上後會阻擋電子孔隙。我公司採用醇鋁法工藝製作生產的高純氧化鋁,此工藝優點在於能製造最高純度達到99.

9999%的高純氧化鋁,缺點在於成本較高,目前是國內唯一一家願意能用此工藝做出純度最高的高純氧化鋁,但目前中國鋰電池隔膜市場用氧化鋁均為日本進口的高純氧化鋁,其**也普遍高達400-1000元/公斤,相對於日本產品來說,在國內的**上還是很便宜;其次,論產品質量上來說,我公司製作工藝高於日本住友,製作的高純氧化鋁早已在日本隔膜市場得以廣泛應用,完全可以在保證質量降低成本的條件下替代日本產品,為工業報國做出自己的乙份貢獻。

高純氧化鋁在鋰電池隔膜塗層方面的技術應用優勢:

§優勢一:電流過大時,能夠阻斷電流。pp/pe材料的鋰電池隔膜是通孔,當電流過大時,很容易造成穿孔現象,進而造成鋰電池燃燒或者bao炸,而用高純氧化鋁作為塗層材料與粘合劑一起使用塗覆在pp/pe材料表面可以起到調孔的作用,這是因為高純氧化鋁為板狀晶體結構,當電流過大時,材料發熱,進而板狀晶體結構的高純氧化鋁塗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開啟,利用該材料特殊的物理和化學效能,可以大大提高鋰電池的安全效能,從而為大功率鋰電池高能量安度且安全可靠充放電提供了可能。

§優勢二:高純氧化鋁還具有非常優良的導熱性能,電池溫度過高裡,這種材料可以很好地進行熱量傳導,從而解決了pp/pe材料導熱性差的問題。

§優勢三:高純氧化鋁材料還具有優良的阻燃性,這是因為高純氧化鋁材料本身就是非常優良的阻燃劑,即使因為溫度過高,達到燃燒零界點點,該材料的良好的阻燃性能會阻止大範圍的燃燒甚至bao炸。

§.奈米氧化鋁用作鋰電池電極塗層,可以有效的起到隔熱,絕緣的作用,提高安全效能。

§.奈米氧化鋁應用於改性進尖晶石錳酸鋰材料,生產出的電池可逆容量達到107mah/克,55c迴圈200次, 容量保持率大於90%,優於國際同類產品水平,是國內第乙個可用於用高功率鋰離子電池的材料。

§.隨著鋰離子充電電池容量的不斷提高,內部蓄積的能量越來越大,內部溫度會提高,有可能出現溫度過高使負極隔膜被融化而造成短路;如果在隔膜上塗上一層奈米氧化鋁塗層,就能避免電極之間短路,提高鋰電池使用的安全性。

粉體需攪拌研磨成分散液,按一定的比例做成塗料,用塗佈機塗到鋰電池隔膜上;液體可直接用塗佈機塗到隔膜上,塗層厚度一般在2-3um.

儲存方法:密封儲存,置於陰涼乾燥處存放。

包裝:25kg/桶

奈米二氧化鈦是一種很優異的鋰電池原料,因為奈米二氧化鈦具有嵌鋰容量大,毒性

小且能耗低,穩定性好、比容量大、迴圈穩定性好,沒副反應,高環保等特性,作為

負極材料具有明顯的優點。另外,奈米二氧化鈦由於光穩定、無毒等效能,已成為研

究生產光電太陽能轉換電池使用最普遍的材料。

1、在鋰電池中,奈米二氧化鈦具有極好的高倍率效能和迴圈穩定性,快速充放電效能和較高的容量,脫嵌鋰可逆性好等特點,在鋰電池領域具有很好的應用前景。

1)奈米二氧化鈦能有效降低鋰電池的容量衰減,增加鋰電池穩定性, 提高電化學效能。

2)提高電池材料的首次放電比容量。

3)降低了licoo2在充放電過程中的極化,使材料具有更高的放電電壓及更平穩的放電效果。

4)適量的奈米二氧化鈦可以疏鬆狀存在,降低了粒子間應力及迴圈過程中所造成的結構和體積的微小應變,增加電池的穩定性。

2、在化學能太陽能電池中,奈米二氧化鈦晶體具有光電轉換率高、能很大提高太陽電池的能量轉換率、成本廉價、工藝簡單及效能穩定的特點。其光電效率穩定在10%以上,製作成本僅為矽太陽電池的1/5~1/10.壽命能達到20年以上。

3、在鎳鎘電池中,奈米二氧化鈦具有良好的導電性、寬溫度工作範圍的特點。

用量:建議新增量0.5-2%。

包裝 :15公斤/紙桶內襯塑料薄膜袋。

奈米氧化鎂是一種新型奈米微粒材料,外觀白色粉末,純度高、比表面積大,由極細的晶粒組成,無毒、無味、分散性好,相對密度約3.58(25℃)。熔點2852℃,沸點3600℃.

難溶於水,不溶於醇,溶於酸或銨鹽溶液中。奈米級氧化鎂具有明顯的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和巨集觀隧道效應,經改性處理,無團聚現象,在光學、催化、磁性、力學、化工等方面具有許多特異功能及重要應用價值,前景非常廣闊,是21世紀重要新材料。

技術指標:

1、在鋰電池中的應用

在鋰離子蓄電池正極材料中新增適量的奈米氧化鎂,所得正極材料擁有大於140mah/g的可逆放電容量,且迴圈效能良好。在正極材料中使用可以提高導電性,建議新增量0.3-0.5%。

2、鋅鎳蓄電池中的應用

通過物理混合的方法在鋅負極活性物質中摻入氧化鎂,可減少充放電極化、減少迴圈後期的內阻、提高負板活性物質利用率、延長電池迴圈壽命,適宜新增量為1.0%wt的氧化鎂,且新增量不宜超過2.0%。

3、高氯化鋅電池中的應用

在正極活性物質中新增少量的氧化鎂可以調節電液酸度,減緩自放電,抑制電池氣脹,提高貯存效能,且對提高放電容量及促進漿層糊化有獨特的效果。建議新增量 0.5-1%,並調節合適的ph值。

4、鎘鎳蓄電池中的應用

在鎘電極中新增適量的氧化鎂、氧化鋅和氧化鐵可提高活性物質利用率;新增氧化鎂,三氧化二銦和氧化鋅,可提高密封鎘鎳蓄電池的荷電保持能力

包裝:20公斤/袋。

電池專用奈米氧化鋯粉體,具有奈米顆粒尺寸細、粒度分布均勻、無硬團聚和很好的球形度。生產中做到了精確控制各組分含量,實現不同組分之間粒子的均勻混合,嚴格控制顆粒尺寸、形態和結構,保證了產品的質量。利用本品摻雜不同元素的導電特性,在高效能固體電池中用於電極製造。

奈米氧化鋯電池由固態氧化鋯電解質(絕大部分為釔穩定氧化鋯粉體,簡稱ysz)和兩個鉑電極所組成。釔穩定奈米氧化鋯粉體因具有較高的氧離子電導率和氧化還原氣氛中理想的穩定性,作為一種理想的電解質,在固體氧化物燃料電池領域得到了廣泛應用。具有良好的市場應用前景及商業價值。

1.電池專用奈米氧化鋯(ysz)被廣泛用於製作固體氧化物燃料電池(sofc),氧感測器及微電子裝置.

2.電池專用化奈米氧化鋯在高溫條件下具有較高的氧離子電導率,優良的機械效能以及氧化還原良好的穩定性.

3.電池專用奈米氧化鋯覆蓋或瀰散於合金表面後還可產生活性元素效應,顯著改善合金的抗高溫氧化效能並大幅度提高氧化膜的粘附性.

4.作為電解質,電池專用作為一種理想的電解質已被廣泛地應用於固體氧化物燃料電池中。用於傳遞反應產生的氧離子,在800~1000攝氏度的高溫,離子可以通透陶瓷材料。

5.奈米氧化鋯是目前使用最多的電解質材料,ysz結構和效能的長期穩定對固體氧化物燃料電池系統的可靠性至關重要。

6.用電池專用奈米氧化鋯改進製作的氧化鋯濃差電池型氧檢測器,可以有效的延長產品的使用壽命、提高準確性、減少維護量。

矽材料在鋰離子電池中的應用

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licoo2 鋰離子從licoo2中可逆脫嵌量最多為0.5單元.li1 xcoo2在x 0.5附近發生可逆相變,從三方對稱性轉變為單斜對稱性。該轉變是由於鋰離子在離散的晶體位置發生有序化而產生的,並伴隨晶體常數的細微變化。但是,也有人在x 0.5附近沒有觀察到這種可逆相變。當x 0.5時,li1 x...