中國(guó)粉體網(wǎng)訊 有這么個(gè)普遍現(xiàn)象，小朋友在10歲前，年齡大的小朋友普遍比年齡小的小朋友個(gè)子高，但隨著時(shí)間的推移，一部分年齡小的小朋友最終會(huì)超過(guò)比他年齡大的人，對(duì)這部分小朋友來(lái)說(shuō)，這并不是什么你追我趕的勵(lì)志劇情，而是自他們出生之日起憑借基因就注定了的。
在社會(huì)的各行各業(yè)，舊的東西被超越、取代，并不是它們沒(méi)用，而是取代它們的東西憑借自身獨(dú)有的屬性可能更適合這個(gè)位置。當(dāng)然了，也不乏很多東西一直很堅(jiān)挺，陪伴人類(lèi)很多年。
在材料行業(yè)更是如此，一種材料被研制出來(lái)，可能還沒(méi)來(lái)得及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化就面臨另一種新材料的威脅。
就像高純氧化鋁作為鋰電隔膜無(wú)機(jī)涂覆材料的扛把子，不曾想半路殺出個(gè)勃姆石要來(lái)分一杯羹，勃姆石取代高純氧化鋁是大勢(shì)所趨還是說(shuō)說(shuō)而已呢？我們先來(lái)看一下這兩者在鋰電隔膜領(lǐng)域中的應(yīng)用特性吧。
鋰電隔膜
鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液以及封裝材料等五部分組成。隔膜是鋰離子電池四大材料中技術(shù)壁壘最高的部分，其成本占比僅次于正極材料，約為10%~14%，在一些高端電池中隔膜成本占比甚至達(dá)到20%。
（鋰電池工作示意圖）
隔膜在電池中主要有兩方面作用，一是隔開(kāi)電池正負(fù)極，避免正負(fù)極材料直接接觸，防止內(nèi)部短路；二是作為鋰離子的遷移通道，保證鋰離子能在正負(fù)極之間自由移動(dòng)。
作為鋰離子電池工作體系的安全保障，由于其電解液為強(qiáng)極性的有機(jī)溶劑且電池電壓高，因此除了應(yīng)具有機(jī)械隔離和電子絕緣的性能外，還應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：(1)有一定的孔徑和孔隙率以保證鋰離子很好的透過(guò)性；(2)有足夠的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性；(3)厚度無(wú)限小但兼顧良好的機(jī)械強(qiáng)度，包括穿刺強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等；(4)平整性和空間穩(wěn)定性好；(5)熱穩(wěn)定性好，異常情況下自動(dòng)斷電。
目前，常用的動(dòng)力鋰離子電池隔膜，因孔隙率低、吸液性差、不耐高溫、孔徑尺寸與均一性較難控制等因素，影響了電池性能的發(fā)揮。為滿足新一代動(dòng)力鋰電池的技術(shù)要求（如安全、壽命長(zhǎng)、電池結(jié)構(gòu)多樣性等），開(kāi)發(fā)了陶瓷涂覆隔膜和聚合物涂覆隔膜。陶瓷涂覆材料可以提高聚烯烴隔膜的熱穩(wěn)定性、浸潤(rùn)性、吸液性等，從而改善鋰離子電池安全性以及提高電池的循環(huán)壽命。
氧化鋁隔膜
氧化鋁是一種高硬度的化合物，熔點(diǎn)為2054℃，沸點(diǎn)為2980℃，在高溫下可電離的離子晶體。氧化鋁作為一種無(wú)機(jī)物，具有很高的熱穩(wěn)定性及化學(xué)惰性，是電池隔膜陶瓷涂層的很好選擇。
優(yōu)點(diǎn)：
1、循環(huán)壽命長(zhǎng)。降低了循環(huán)過(guò)程中的機(jī)械微短路，有效提升循環(huán)壽命。
2、高倍率性。高純納米氧化鋁在鋰電池中可形成固溶體，提高倍率性和循環(huán)性能。
3、高純納米氧化鋁還具有非常優(yōu)良的導(dǎo)熱性能。電池溫度過(guò)高時(shí)，這種材料可以很好地進(jìn)行熱量傳導(dǎo)，從而解決了PP/PE材料導(dǎo)熱性差的問(wèn)題。
4、良好浸潤(rùn)性。高純納米氧化鋁粉末具有良好的吸液及保液能力。
5、高純納米氧化鋁材料還具有優(yōu)良的阻燃性。這是因?yàn)檠趸X材料本身就是非常優(yōu)良的阻燃劑，即使因?yàn)闇囟冗^(guò)高，達(dá)到燃燒零界點(diǎn)，該材料的良好的阻燃性能會(huì)阻止大范圍的燃燒甚至爆炸。
6、電流過(guò)大時(shí)，能夠阻斷電流。隨著鋰離子電池容量的不斷提高，內(nèi)部蓄積的能量越來(lái)越大，內(nèi)部溫度會(huì)提高，有可能出現(xiàn)溫度過(guò)高使負(fù)極隔膜被融化而造成短路。
勃姆石隔膜
勃姆石，亦稱一水軟鋁石(水合氧化鋁)，分子式為γ-AlOOH，是鋁土礦主要組成部分，1925年由德國(guó)化學(xué)家約翰·勃姆首先發(fā)現(xiàn)，1927年起將以γ-AlOOH形成的礦石命名為勃姆石。
純勃姆石為白色，正雙軸晶體，屬于正交晶系中的雙錐點(diǎn)群。莫氏硬度3-3.5，比重為3-3.07。勃姆石（AlOOH）是γ-Al2O3的前驅(qū)體，以其獨(dú)特的化學(xué)、光學(xué)、力學(xué)性質(zhì)在陶瓷材料、復(fù)合材料、表面防護(hù)層材料、光學(xué)材料、催化劑及載體材料、半導(dǎo)體材料及涂料等領(lǐng)域得到普遍的應(yīng)用。
勃姆石和高純氧化鋁的對(duì)比pk
勃姆石除了能夠滿足鋰電電池對(duì)隔膜的要求外，通過(guò)與氧化鋁的對(duì)比還有以下優(yōu)勢(shì)：
1，勃姆石的硬度低，在切割和涂覆過(guò)程中，對(duì)機(jī)械的磨損小，能夠降低設(shè)備磨損和異物帶入風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，在成本上相對(duì)于高純氧化鋁來(lái)說(shuō)更低。
2、勃姆石具有耐熱溫度高，與有機(jī)物相容性好。
3、勃姆石比重小，同樣重量比高純氧化鋁多涂覆25%的面積。
4、涂覆平整度高、內(nèi)阻小。
5、低能耗、生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境更加友好。
6、勃姆石的吸水率僅是高純氧化鋁的一半。
7、勃姆石的制備更為簡(jiǎn)單，不像高純氧化鋁那樣要經(jīng)歷煅燒、粉碎、分級(jí)等一系列復(fù)雜過(guò)程。
8、勃姆石材料的更換對(duì)隔膜企業(yè)和電池企業(yè)沒(méi)有設(shè)備及工藝更換的門(mén)檻，且對(duì)隔膜企業(yè)設(shè)備的損傷較小，隔膜企業(yè)也傾向于配合電池企業(yè)加快勃姆石材料驗(yàn)證及產(chǎn)品驗(yàn)證。
總結(jié)
隨著勃姆石在鋰電隔膜上的應(yīng)用被不斷開(kāi)發(fā)，部分氧化鋁材料企業(yè)對(duì)勃姆石材料的來(lái)勢(shì)洶洶感到擔(dān)心。從競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)及成本優(yōu)勢(shì)而言，勃姆石優(yōu)勢(shì)明顯，勃姆石會(huì)加速爭(zhēng)搶高純氧化鋁材料的市場(chǎng)份額，但由于存量市場(chǎng)的存在，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)完全代替。
參考來(lái)源：
[1]夏清華.鋰離子電池新型隔膜技術(shù)及市場(chǎng)
[2]楊鈴.鋰離子電池隔膜的國(guó)內(nèi)外研究技術(shù)進(jìn)展
[3]電池中國(guó)網(wǎng)、鉅大鋰電、維科·鋰電、高工鋰電網(wǎng)
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除
