高纯超细氧化铝在锂离子电池行业中的应用

氧化铝（Al2O3）是一种白色晶状粉末，是一种无臭、无味、无毒的高硬度、耐高温化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃。粒度均匀的超细氧化铝粉体材料，具有多孔性、高分散性、绝缘性、耐热性等特点。高纯氧化铝按纯度分类，主要分为4N（纯度99.99%）、4N5（纯度99.995%）和5N（纯度99.999%）三个级别。5N级别的高纯氧化铝称为高纯超细氧化铝，通常用于锂离子电池、催化剂载体、透明陶瓷等领域。下面，我们就来探讨高纯超细氧化铝在锂离子电池行业中的应用。

总体上讲，高纯超细氧化铝在锂离子电池行业中主要应用于陶瓷隔膜涂覆、电极活性物质改性两个方面。

一、高纯超细氧化铝在锂离子电池陶瓷涂覆隔膜中的应用

（陶瓷涂覆隔膜结构图）

二、高纯超细氧化铝在锂离子电池活性物质改性中的应用

锂离子电池活性物质的改性包括掺杂、包覆、表面氧化、还原改性几种方式，高纯超细氧化铝在锂离子电池活性物质改性中的应用主要表现在包覆和掺杂两个方面。

1、纳米氧化铝中的铝离子掺杂到钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、磷酸铁锂（?LiFePO4）、钛酸锂（Li2TiO3）、镍钴锰酸锂（NCM）、镍钴铝酸锂（NCA）等活性物质中，可以提高电池的电压，从而提高电池使用的安全性。同时，铝离子掺杂可以形成固溶体，稳定晶格结构，提高电池的倍率性能和循环性能。

（镍钴锰酸锂包覆氧化铝后电镜图）

2、用纳米氧化铝对钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等活性物质等活性物质进行包覆，形成纳米厚度的氧化铝包覆层，可大幅度减小界面阻抗，提供额外的电子传输通道，阻止电解液对电极的侵蚀作用，并且能容纳粒子在Li+脱嵌过程中的体积变化，防止电极结构的损坏。包覆层还可以抑制氧的生成和LiPF6的分解，避免活性物质与电解液直接接触，减少电化学比容量损失，从而提高活性物质的电化学比容量，改善其循环性能，延长使用寿命。相反，过厚的包覆层则会导致电化学性能的恶化。实验表明，当氧化铝包覆量相对于LiCoO2的摩尔百分含量为1.5％时，包覆Al2O3的LiCoO2充放电性能好。