溶胶-凝胶法是将含有高化学活性组分的前驱体原料混合均匀,再通过水解、缩合反应,形成透明的溶胶,溶胶再经聚合,成为具有一定空间结构的凝胶,再通过热处理得到所需的纳米勃姆石粒子。
高纯纳米勃姆石又称一水铝石或薄水铝石,是铝土矿的主要成分,纯净的勃姆石为白色晶体,由于**产物中含有杂质,通常带有黄色、绿色、棕色的点,并呈现玻璃或珍珠光泽,勃姆石的分子式为γ-AlOOH,属于正交晶系,具有类似于石墨烯的层状结构;勃姆石的主要性质特点有:
1、孔隙率大;
2、比表面积大;
3、分散性好;
4、胶溶性好;
5、耐热度好;
6、硬度低。
勃姆石溶胶比较广,用于不同的目的各种材料,氧化铝巨石,氧化铝纤维、氧化铝电影和涂料等,勃姆石溶胶的制备方法是溶胶-凝胶,使用铝醇盐作为起始剂,另一个方法使用无机铝盐作为起始剂,制备勃姆石的三种主要方法:
1、水热法,在高温和水蒸气压力下处理氧化铝以制备勃姆石;
2、中和法,用碱如NaOH、KOH和NH,OH中和铝盐如氯化铝、硫酸铝和硝酸铝水溶液,或用酸(例如HC1或HSO,)或CO,中和铝酸盐如铝酸钠制备凝胶状勃姆石;
3、水解法,采用水使**铝化合物如烷基化铝水解制备凝胶状勃姆石 。
高纯纳米勃姆石是铝土矿主要组成部分,勃姆石属于正交晶系,具有层状结构,每单一结构层内,氧离子以立方密堆积排列在八面体的**点,铝离子位于八面体的中间形成双层结构,氢氧根位于层状结构的表面上,层与层之间由氢键连接在一起,通常勃姆石为白色晶体粉末,摩氏硬度为3~3.5,比重为3~3.07,因其特别的晶体结构和形态,勃姆石具有零点电荷、界面自由能高、孔隙率大、比表面积大、分散性好、胶溶性好、耐热度高等特点,在工业生产中应用比较广。
勃姆石除了能够满足锂电电池对隔膜的要求外,比氧化铝还有以下的优势:
1、勃姆石具有耐热温度高,与**物相容性好;
2、勃姆石的硬度低,在切割和涂覆过程中,对机械的磨损小,能够降低设备磨损和异物带入风险的同时,在成本上相对于高纯氧化铝来说更低;
3、涂覆平整度高、内阻小;
4、勃姆石比重小,同样重量比高纯氧化铝多涂覆25%的面积;
5、对比氧化铝,勃姆石更低能耗、生产过程对环境更加友好;
6、勃姆石的吸水率仅是高纯氧化铝的一半;
7、勃姆石的制备更为简单,不像高纯氧化铝那样要经历煅烧、粉碎、分级等一系列复杂过程;
8、勃姆石材料的更换对隔膜企业和电池企业没有设备及工艺更换的门槛,且对隔膜企业设备的损伤较小,隔膜企业也倾向于配合电池企业加快勃姆石材料验证及产品验证。
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