气相氧化铝(锂电池居然没发现，气相二氧化硅、纳米氧化铝已在侵占它的身体)

Posted 2023-05-30

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气相氧化铝(锂电池居然没发现，气相二氧化硅、纳米氧化铝已在侵占它的身体)

气相二氧化硅和纳米氧化铝是如何在锂离子电池隔膜中发挥积极作用并大显神威的呢？

首先，通过二次高温烧结纳米氧化铝、微米氧化铝和造孔剂 EDTA 制备多孔氧化铝膜，对其微观结构、孔隙率、电解液的浸润性能进行了研究，结果表明：相对于聚合物隔膜，多孔纳米氧化铝膜具有较高的孔隙率、电解液保存性能；浸润电解液的纳米氧化铝膜具有优异的电导率，使用纳米氧化铝隔膜的LiFePO4/石墨电池具有很好的循环性能、倍率性能和低温性能等。因此，多孔纳米氧化铝可以用作锂离子电池隔膜。

其次，通过高温烧结廉价易得的商业化气相二氧化硅制备多孔二氧化硅膜，并将其用作LiMn2O4/Li电池隔膜。多孔二氧化硅膜具有良好的机械性和孔隙率，并且具有很好的电解液浸润和保存性能。由于二氧化硅的亲水性和能与电解液中微量的HF反应，从而提高了 LiMn2O4/Li 电池的循环性能、倍率性能和低温性能，并且在一定程度上减缓了LiMn2O4的在高温时的容量衰减。这种廉价易得、性能优异的气相二氧化硅隔膜，对锂离子电池性能的提高、价格的降低都有很大作用，为无机隔膜在锂离子电池上的应用提供了有益的选择。

再次，利用自制的简单的装置通过二次阳极氧化的方法高效环保地制备了通孔阳极氧化铝膜（Anodic Aluminum Oxide，AAO），该通孔AAO 膜厚度降至60μm、孔隙率高达72%，仍保持足够的机械强度。AAO 膜表现出很好的对电解液的 II 吸附和保持性能，同时非水电解液对亲水性的AAO膜的浸润性能优于聚合物隔膜。与聚合物隔膜相比，使用AAO膜作为隔膜的Li FePO/石墨电池表现出更好的循环性能、倍率性能和低温性能等。同时利用交流阻抗测试（EIS）分析AAO隔膜对电池性能的影响。实验结果表明，AAO 隔膜具有很好的应用前景。

最后，通过将电极材料涂覆于二次烧结制备的多孔氧化铝膜两侧，制备自支撑的一体化电池，这种自支撑的一体化电池具有良好的电化学性能，简化了电池的制备工艺，省去了将电极材料与隔膜贴合在一起的支撑体和外界压力，同时能够避免电池在运输和撞击过程中隔膜的错位导致的电池内部短路等。更重要的是，这种自支撑的一体化电池可用于设计可插入式的电池堆栈，这种结构的电池易于设计、管理和维护，为大型电池的设计提供有益的参考。

气相二氧化硅、纳米氧化铝等无机纳米粉体在锂电池领域将得到较好的应用和推广。