納米材料在鋰電池中的添加應(yīng)用

杭州萬景*徐經(jīng)理  15867120050  0571-85351209

納米三氧化二鋁，納米氫氧化鋁，納米二氧化鈦，納米氧化鎂，納米二氧化鋯，納米氧化鋅，納米氧化鐵，納米二氧化硅等納米材料在鋰電池（磷酸鐵鋰，錳酸鋰，鈷酸鋰，鈦酸鋰以及電池隔膜）中的添加與應(yīng)用。

鋰電池專用納米氧化鋁是根據(jù)電池，以及電池材料的性能，經(jīng)過特殊的加工工藝生產(chǎn)出來的粒徑小而均勻，純度高，表面性能優(yōu)異的納米粉體，廣泛用于各種鋰電池，堿性電池，太陽能電池等以及其他電池，提高電池的儲能性能，安全性能，起到節(jié)能環(huán)保的作。

技術(shù)指標(biāo)：

應(yīng)用特性：

1，納米氧化鋁用作鋰電池電極涂層,可以有效的起到隔熱，絕緣的作用，提高安全性能

2，摻雜鋁到鈷酸鋰中，可形成固溶體，穩(wěn)定晶格，提高倍率性能和循環(huán)性能。

3，用納米氧化鋁對鈷酸鋰進行包覆，可以提高熱穩(wěn)定性，提高循環(huán)性能和耐過充能力，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(xué)比容量損失，從而提高LiCoO2的電化學(xué)比容量。

4， 納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， 納米氧化鋁應(yīng)用于改性進尖晶石錳酸鋰材料，生產(chǎn)出的電池可逆容量達到107mAh/克，55C循環(huán)200次, 容量保持率大于90%，優(yōu)于國際同類產(chǎn)品水平，是國內(nèi)第一個可用于用高功率鋰離子電池的材料。

包裝：15kg/袋

納米氫氧化鋁粒徑小，比表面積大，活性高，用到錳酸鋰，鈷酸鋰，磷酸鐵鋰里面顯著提高鋰電池的循環(huán)性能，放點容量，倍率性能。更好的為鋰離子的循環(huán)提供通道。

技術(shù)指標(biāo)：

添加量：0.5-2%左右

包裝：10公斤/箱

添加量30%--40%

鋰電池專用納米氧化鋁是我公司根據(jù)電池，以及電池材料的性能，經(jīng)過特殊的加工工藝生產(chǎn)出來的粒徑小而均勻，純度高，表面性能優(yōu)異的納米粉體，廣泛用于各種鋰電池，堿性電池，太陽能電池等以及其他電池，提高電池的儲能性能，安全性能，起到節(jié)能環(huán)保的作。

據(jù)市場反應(yīng)，電池薄膜用納米氧化鋁在純度必須要大于99.99%，且D50為300-500nm范圍最佳，否則涂覆上后會阻擋電子孔隙。我公司采用醇鋁法工藝制作生產(chǎn)的高純氧化鋁，此工藝優(yōu)點在于能制造最高純度達到99.9999%的高純氧化鋁，缺點在于成本較高，目前是國內(nèi)唯一一家愿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，其價格也普遍高達400-1000元/公斤，相對于日本產(chǎn)品來說，在國內(nèi)的價格上還是很便宜；其次，論產(chǎn)品質(zhì)量上來說，我公司制作工藝高于日本住友，制作的高純氧化鋁早已在日本隔膜市場得以廣泛應(yīng)用，完全可以在保證質(zhì)量降低成本的條件下替代日本產(chǎn)品，為工業(yè)報國做出自己的一份貢獻。

技術(shù)指標(biāo)：

高純氧化鋁在鋰電池隔膜涂層方面的技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢：

　　§優(yōu)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(dāng)電流過大時，很容易造成穿孔現(xiàn)象，進而造成鋰電池燃燒或者bao炸，而用高純氧化鋁作為涂層材料與粘合劑一起使用涂覆在PP/PE材料表面可以起到調(diào)孔的作用，這是因為高純氧化鋁為板狀晶體結(jié)構(gòu)，當(dāng)電流過大時，材料發(fā)熱，進而板狀晶體結(jié)構(gòu)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(dǎo)孔，從而起到阻斷電流的作用，當(dāng)溫度降下來時，材料體積會收縮，這時隔膜上的電流傳導(dǎo)孔就會重新打開，利用該材料特殊的物理和化學(xué)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安度且安全可靠充放電提供了可能。
　　§優(yōu)勢二：高純氧化鋁還具有非常優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，電池溫度過高里，這種材料可以很好地進行熱量傳導(dǎo)，從而解決了PP/PE材料導(dǎo)熱性差的問題。
　　§優(yōu)勢三：高純氧化鋁材料還具有優(yōu)良的阻燃性，這是因為高純氧化鋁材料本身就是非常優(yōu)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范圍的燃燒甚至bao炸。

應(yīng)用特性：

§.納米氧化鋁用作鋰電池電極涂層,可以有效的起到隔熱，絕緣的作用，提高安全性能。

§.納米氧化鋁應(yīng)用于改性進尖晶石錳酸鋰材料，生產(chǎn)出的電池可逆容量達到107mAh/克，55C循環(huán)200次, 容量保持率大于90%，優(yōu)于國際同類產(chǎn)品水平，是國內(nèi)第一個可用于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(nèi)部蓄積的能量越來越大，內(nèi)部溫度會提高，有可能出現(xiàn)溫度過高使負極隔膜被融化而造成短路；如果在隔膜上涂上一層納米氧化鋁涂層，就能避免電極之間短路，提高鋰電池使用的安全性。

使用方法：

粉體需攪拌研磨成分散液，按一定的比例做成涂料，用涂布機涂到鋰電池隔膜上；液體可直接用涂布機涂到隔膜上，涂層厚度一般在2-3um.
　　儲存方法：密封保存，置于陰涼干燥處存放。
　　包裝：25kg/桶

納米二氧化鈦是一種很優(yōu)異的鋰電池原料，因為納米二氧化鈦具有嵌鋰容量大，毒性

小且能耗低，穩(wěn)定性好、比容量大、循環(huán)穩(wěn)定性好，沒副反應(yīng)，高環(huán)保等特性，作為

負極材料具有明顯的優(yōu)點。另外，納米二氧化鈦由于光穩(wěn)定、無毒等性能，已成為研

究生產(chǎn)光電太陽能轉(zhuǎn)換電池使用最普遍的材料。

主要技術(shù)指標(biāo)：

應(yīng)用特點：

1、在鋰電池中，納米二氧化鈦具有極好的高倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，快速充放電性能和較高的容量，脫嵌鋰可逆性好等特點，在鋰電池領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

1）納米二氧化鈦能有效降低鋰電池的容量衰減，增加鋰電池穩(wěn)定性, 提高電化學(xué)性能。

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(wěn)的放電效果。

4）適量的納米二氧化鈦可以疏松狀存在，降低了粒子間應(yīng)力及循環(huán)過程中所造成的結(jié)構(gòu)和體積的微小應(yīng)變，增加電池的穩(wěn)定性。

2、在化學(xué)能太陽能電池中，納米二氧化鈦晶體具有光電轉(zhuǎn)換率高、能很大提高太陽電池的能量轉(zhuǎn)換率、成本廉價、工藝簡單及性能穩(wěn)定的特點。其光電效率穩(wěn)定在10%以上，制作成本僅為硅太陽電池的1/5～1/10．壽命能達到20年以上。

3、在鎳鎘電池中，納米二氧化鈦具有良好的導(dǎo)電性、寬溫度工作范圍的特點。

用量：建議添加量0.5-2%。

包裝 ：15公斤/紙桶內(nèi)襯塑料薄膜袋。

納米氧化鎂是一種新型納米微粒材料，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℃.難溶于水，不溶于醇，溶于酸或銨鹽溶液中。納米級氧化鎂具有明顯的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀隧道效應(yīng)，經(jīng)改性處理，無團聚現(xiàn)象，在光學(xué)、催化、磁性、力學(xué)、化工等方面具有許多特異功能及重要應(yīng)用價值，前景非常廣闊，是21世紀(jì)重要新材料。

技術(shù)指標(biāo)：

在鋰電池中的應(yīng)用特性

1、在鋰電池中的應(yīng)用

在鋰離子蓄電池正極材料中添加適量的納米氧化鎂，所得正極材料擁有大于140mAh/g的可逆放電容量，且循環(huán)性能良好。在正極材料中使用可以提高導(dǎo)電性，建議添加量0.3-0.5%。

2、鋅鎳蓄電池中的應(yīng)用

通過物理混合的方法在鋅負極活性物質(zhì)中摻入氧化鎂，可減少充放電極化、減少循環(huán)后期的內(nèi)阻、提高負板活性物質(zhì)利用率、延長電池循環(huán)壽命，適宜添加量為1.0%wt的氧化鎂，且添加量不宜超過2.0%。

3、高氯化鋅電池中的應(yīng)用

在正極活性物質(zhì)中添加少量的氧化鎂可以調(diào)節(jié)電液酸度,減緩自放電,抑制電池氣脹,提高貯存性能,且對提高放電容量及促進漿層糊化有獨特的效果。建議添加量 0.5-1%，并調(diào)節(jié)合適的PH值。

4、鎘鎳蓄電池中的應(yīng)用

在鎘電極中添加適量的氧化鎂、氧化鋅和氧化鐵可提高活性物質(zhì)利用率；添加氧化鎂，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。

電池專用納米氧化鋯粉體，具有納米顆粒尺寸細、粒度分布均勻、無硬團聚和很好的球形度。生產(chǎn)中做到了精確控制各組分含量，實現(xiàn)不同組分之間粒子的均勻混合，嚴格控制顆粒尺寸、形態(tài)和結(jié)構(gòu)，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。利用本品摻雜不同元素的導(dǎo)電特性，在高性能固體電池中用于電極制造。

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

技術(shù)指標(biāo)：

應(yīng)用特性：

1.電池專用納米氧化鋯(YSZ)被廣泛用于制作固體氧化物燃料電池(SOFC),氧傳感器及微電子設(shè)備.

2.電池專用化納米氧化鋯在高溫條件下具有較高的氧離子電導(dǎo)率,優(yōu)良的機械性能以及氧化還原良好的穩(wěn)定性.

3.電池專用納米氧化鋯覆蓋或彌散于合金表面后還可產(chǎn)生活性元素效應(yīng),顯著改善合金的抗高溫氧化性能并大幅度提高氧化膜的粘附性.

4.作為電解質(zhì)，電池專用作為一種理想的電解質(zhì)已被廣泛地應(yīng)用于固體氧化物燃料電池中。用于傳遞反應(yīng)產(chǎn)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.納米氧化鋯是目前使用最多的電解質(zhì)材料,YSZ結(jié)構(gòu)和性能的長期穩(wěn)定對固體氧化物燃料電池系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要。

6.用電池專用納米氧化鋯改進制作的氧化鋯濃差電池型氧檢測器，可以有效的延長產(chǎn)品的使用壽命、提高準(zhǔn)確性、減少維護量。

添加量：0.5-10%

包裝：25kg/桶

納米氧化鋅是一種n型半導(dǎo)體，其帶隙為3.3-3.6eV，室溫下激子束縛能為60meV，在常溫下納米氧化鋅具良好的發(fā)光功能，同時納米氧化鋅也具有光電導(dǎo)性和光催化活性，在納米器件諸如發(fā)光二極管、光電二極管、波導(dǎo)器件、氣體傳感器和光電池等方面有良好的應(yīng)用前景。另外，納米氧化鋅制備簡單,原料容易獲得,且電子在納米氧化鋅薄膜中的輸運比較容易，其導(dǎo)帶與染料LOMO 更加接近, 因此，納米氧化鋅染料敏化薄膜太陽能電池很有應(yīng)用潛力。

技術(shù)指標(biāo)

產(chǎn)品特性

1、 本品具有非常大的比表面積和多孔洞的特點，有助于吸附更多的染料，廣泛應(yīng)用于染料敏化電池。

2、 用納米氧化鋅制成的“納米矛(nanospears)”釘在太陽能電池表面，將可擴展其吸收光譜并因此提高太陽能電池的效率。

3、 堿錳電池中的電液加入少量的納米氧化鋅,可以抑制鋅負極在電液中的自放電。納米氧化鋅在電解液中的分散越均勻,越有利于控制自放電。

添加量：0.5-2%。

包 裝：25公斤/桶

納米氧化鐵主要采用獨特的合成技術(shù)和高純的原料生產(chǎn)，具有純度高，雜質(zhì)含量低，粒徑小，粒度均勻、耐高溫（600℃不變色）、分散性好等優(yōu)點，目前已廣泛使用在磷酸鐵鋰電池中。

性能指標(biāo)：

項目               指標(biāo)

型號             VK-E01D

外觀             紅色粉末

PH值             6-8

粒徑 nm         20-30

比表面積 m2/g   80-90

氧化鐵含量 %   ≥ 99.8

鹽酸不溶物 %   ≤ 0.02

干燥失重 %     ≤ 0.1

1、磷酸鐵鋰電池中的應(yīng)用：

納米氧化鐵作為磷酸鐵鋰電池的主要成分，無毒、無污染、原材料來源廣泛、價格便宜，壽命長等優(yōu)點，具有優(yōu)良的循環(huán)性能、耐高溫性能和安全性能。使用氧化鐵材料的鋰離子電池，與鉛酸電池相比，行駛距離提高，功率增大，時速也提高了。

2、鎳鎘電池上應(yīng)用：

作為負極材料的納米氧化鐵主要作用是使氧化鎘粉有較高的擴散性，防止結(jié)塊，并增加極板的容量，使鎳鎘電池具有良好的大電流放電特性，耐過充放電能力強，維護簡單等優(yōu)點。

包裝：25公斤/袋

產(chǎn)品簡介

本品主要是針對電池的特性，應(yīng)用國際最先進的納米技術(shù)將納米二氧化硅進行表面處理制備而成的。產(chǎn)品特點是含量高，粒徑均勻，具有很好的活性。在電池中添加一定比例的電池專用納米二氧化硅（VK-SP15D），可以很大的提高電池電化學(xué)性能，比如機械性能、導(dǎo)電率、斷裂伸長率、循環(huán)性能、壽命等，因此納米二氧化硅在電池領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價值。

技術(shù)指標(biāo)

項目                指標(biāo)

型號              VK-SP15D

外觀               白色末狀

原生粒徑，nm       30±10

比表面積，m2/g     200±30

含量 %             ≥99.8

PH值             4.0-6.5

加熱減量，%        ≤1.0

灼燒失重 （%）     ≤1.0

應(yīng)用特性：

1、 用納米二氧化硅配制出來的膠體電解液，凝膠能力強，粘度適合的，形成的膠體電解液柔軟，觸變性好，膠體的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適中的，電阻小，放電電流大，電容量高，且不會出現(xiàn)水化分層，還可以大大增加膠體的循環(huán)壽命。

2、 在隔板中添加納米二氧化硅，可以增大孔徑，增加膠體電解液總量。有效防止電解液分層，減小腐蝕速度，提高使用壽命。添加納米SiO2可以提高隔板的拉伸強度，降低隔板的孔徑；當(dāng)隔板所受的壓力大于30kPa時，添加納米SiO2的隔板的吸液量超過純玻璃棉隔板；

3、 在復(fù)合聚合物中添加納米二氧化硅做成的二次鋰電池隔膜具有較高的吸液率、電導(dǎo)率和韌性 ,電解質(zhì)吸收率達 184.4%,室溫電導(dǎo)率為 1.20mS/cm ,斷裂伸長率高達 163%。利用含納米二氧化硅的復(fù)合聚合物隔膜裝配的二次鋰電池的首放比容量為 834.8mAh/g,第 40 次的放電比容量達到 400mAh/g,循環(huán)效率達到 99.8%以上 ,表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。

4、 納米SiO2可以降低聚合物體系的結(jié)晶速率，使其更長時間地保持在無定形相狀態(tài)。

5、 正負極板之間的粒狀納米二氧化硅能保持電池中電解液的一致性和可通過氧氣的空穴，顯著降低干水故障。

6、 通過原位復(fù)合法引入納米SiO2有利于提高P(VDF-HFP)基微孔型聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率。

7、 納米二氧化硅粒子能吸收液態(tài)電解質(zhì)中的水分，減少了界面反應(yīng)。

8、 聚合物鋰電池中通過添加納米二氧化硅粉體，可以很大地提高電解質(zhì)膜 的微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)、電學(xué)等性能，使電解質(zhì)隔膜具有很好的電導(dǎo)率和機械強度。

建議用量：

0.2-2%,客戶科根據(jù)實際情況，試驗選擇最佳添加量。

包 裝：10公斤/袋