本发明涉及
电化学技术领域，具体涉及一种
氧化铝及其制备方法，更确切地说，是一种适用于
锂电池隔膜涂布用氧化铝及其制备方法。
背景技术：
近年来由于能源消耗及环境污染问题的出现，大容量锂离子电池已作为主要动力电源而广泛应用在纯电池及混合动力汽车上，并将在人造卫星、航空航天和
储能方面得到应用。
根据中国汽车工程学会发布的《节能与
新能源汽车技术路线图》，纯电动和插电式混合动力车，2030年新能源汽车保有量大于8000万辆，当年新能源汽车销售量站汽车总销售量的40％-50％。随着新能源汽车销量增长，车用电池作为核心零部件也得到快速增长。
锂电池电池隔膜与电解液、
正极材料、
负极材料一起，是构成锂离子电池的重要组成部分。
当前使用的电池隔膜多为聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔膜，高温下隔膜的热收缩引起正负极片接触，带来局部迅速放热，以至于巨大的安全隐患。同时聚烯烃类隔膜对极性电解液的浸润性较差、离子电导率、耐穿刺性能较差，这些缺陷已成为锂电池高性能化过程中亟待克服的困难。
锂电池隔膜经过陶瓷涂覆后，首先是提高了隔膜的热稳定性，在高温180℃形体保持仍然良好，可避免隔膜收缩造成内部短路，使电池安全性显著提升；其次是提高了隔膜对电解液的浸润性，有利于电池内阻降低、放电功率提升；再有就是阻止或降低隔膜氧化，有利于配合高电压正极的操作以及延长电池循环寿命。氧化铝陶瓷粉作为一种无机物，具有很高的热稳定性及化学惰性，是电池隔膜陶瓷涂层的很好选择。经过特殊工艺处理，和基体粘接紧密。显著提高锂离子电池的耐高温性能和安全性。陶瓷涂覆特种隔膜特别适用于
动力电池。
当前的目标主要集中于提升隔膜的安全性及离子电导率。安全性的提升，主要依赖于热稳定性的提高，而离子电导率的提高，则依赖于隔膜对电解液润湿性能的提升，可通过表面改性、涂覆、开发
新材料体系、采用新加工工艺等方式实现。
目前锂电池隔膜行业使用的氧化铝为高纯超细，其中氧化铝的纯度要求99.99％以上，高纯氧化铝具有成本高，制备工艺复杂等特点。无论是水热法、醇铝盐水解反应等均具有工艺复杂，成本高的特点。虽然近年来高纯度氧化铝粉体在微量杂质元素的控制方面实现了突破，但还存在粉体批次稳定性相对较差和粉体粒度分布宽及团聚等问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种锂电池隔膜用氧化铝的制备方法，克服现有技术存在的上述缺陷。
为解决上述技术问题，本发明第一方面提供锂电池隔膜用氧化铝，其中，氧化铝含量为99％-99.9％；氧化铝粒径及分布：D50粒径为0.8-1.2μm；且满足：D10≥0.3μm；D90≤3μm 0；D99≤8μm。
优选地，所述氧化铝中，α-氧化铝晶型的重量百分比占90％以上。且氧化铝与水按照质量比1:9打浆后测试pH值为7-10。
本发明第二方面提供一种锂电池隔膜用氧化铝的制备方法，包括如下步骤：
(1)打浆研磨：将原料氧化铝与水打浆，加入一定量的酸，然后研磨至D50粒径为0.8-1.4μm，且氧化铝粒径满足D10≥0.3μm；D90≤5μm；D99≤10μm；
(2)过筛：将研磨后的氧化铝浆料经500目过筛；
(3)分级：过筛后的氧化铝浆料经水力漩流分级，收集含有不同粒度分布的α-氧化铝的浆液，其中本步骤目标D50粒径为0.8-1.2μm；且D10≥0.3μm；D90≤3μm 0；D99≤8μm；
(4)脱水干燥：将分级后的浆液脱水得氧化铝滤饼，然后烘干干燥；
(5)粉碎：干燥后的氧化铝经气流粉碎，破碎团聚颗粒，直至500目筛网过筛后无筛上物，得到氧化铝粉末。
本发明优选技术方案中，步骤(1)原料氧化铝与水打浆，以质量分数计，原料氧化铝占原料氧化铝与水质量总和的30％-50％。
本发明优选技术方案中，步骤(1)，加入的酸选自硝酸、草酸、醋酸中的一种或几种；以质量分数计，酸的用量是原料α-氧化铝的0.4％-1％。
本发明优选技术方案中，步骤(4)中，脱水后的氧化铝滤饼，经150-200℃干燥20-30h。
本发明优选技术方案中，步骤(4)中，分级后的浆液经板框压滤脱水。
本发明中，使用的原料氧化铝优选为α-氧化铝，氧化铝含量为99％-99.9％；其中α-氧化铝晶型的重量百分比占90％以上。氧化铝与水按照质量比1:9打浆后测试pH值为9-12。
与现有技术相比，本发明的氧化铝，具有中位径粒适中，粒度分布范围窄的特点，满足锂电池隔膜涂覆制备陶瓷隔膜的要求；本发明的氧化铝具有纯度低，具有成本优势。
附图说明
图1为本发明的实施例1所得氧化铝的粒度分布示意图。
图2为本发明的实施例1所得氧化铝的XRD示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
介绍和概述
本发明通过举例而非给出限制的方式来进行说明。应注意的是，在本公开文件中所述的“一”或“一种”实施方式未必是指同一种具体实施方式，而是指至少有一种。
下文将描述本发明的各个方面。然而，对于本领域中的技术人员显而易见的是，可根据本发明的仅一些或所有方面来实施本发明。为说明起见，本文给出具体的编号、材料和配置，以使人们能够透彻地理解本发明。然而，对于本领域中的技术人员将显而易见的是，本发明无需具体的细节即可实施。在其他例子中，为不使本发明费解而省略或简化了众所周知的特征。
将各种操作作为多个分立的步骤而依次进行描述，且以最有助于理解本发明的方式来说明；然而，不应将按次序的描述理解为暗示这些操作必然依赖于顺序。
将根据典型种类的反应物来说明各种实施方式。对于本领域中的技术人员将显而易见的是，本发明可使用任意数量的不同种类的反应物来实施，而不只是那些为说明目的而在这里给出的反应物。此外，也将显而易见的是，本发明并不局限于任何特定的混合示例。
实施例1
(1)打浆研磨：在1000kg水中，加入1000kg原料α-氧化铝。其中原料α-氧化铝，氧化铝含量99.5％，pH值为10.5，α-氧化铝晶型的重量百分比为93％。在搅拌条件下缓慢加入醋酸8kg。然后经高能球磨机研磨至D50粒径为1.35μm；D10为0.5μm；D90为4.8μm；D99为9.5μm。
(2)过筛：研磨后的氧化铝浆料经500目过筛。
(3)分级：过筛后的氧化铝浆料，经水力漩流分级，得氧化铝浆料A1和A2。其中A1浆料，氧化铝粒度D50粒径为1.1μm；且D10为0.55μm；D90为2.69μm；D99为6.61μm。其中A2浆料，氧化铝粒度D50粒径为1.45μm；且D10为0.55μm；D90为4.69μm；D99为10.61μm。取A1作为本步骤目标产品。
(4)脱水：分级后的A1浆料经板框压滤脱水，得氧化铝滤饼；
(5)干燥：将氧化铝滤饼在180℃的热风循环干燥箱中干燥25h，得干燥后的氧化铝固体；
(6)破碎：将步骤(5)获得的产物，经气流粉碎机粉碎，得本发明所述的氧化铝。经测试，氧化铝粒度D50粒径为1.08μm；且满足：D10为0.55μm；D90为2.59μm；D99为6.51μm。经测试，氧化铝的pH值为8.5；，氧化铝含量99.5％，经测试氧化铝的XRD，α-氧化铝晶型的重量百分比为93％。图1为本发明的实施例1所得氧化铝的激光粒度分布示意图。图2为本发明的实施例1所得氧化铝的XRD分布示意图。
实施例2
(1)打浆研磨：在2300kg水中，加入1000kg原料α-氧化铝。其中原料α-氧化铝，氧化铝含量99％，pH值为10，α-氧化铝晶型的重量百分比为95％。在搅拌条件下缓慢加入草酸4kg。然后经高能球磨机研磨至D50粒径为1.25μm；D10为0.52μm；D90为4.52μm；D99为9.1μm。
(2)过筛：研磨后的氧化铝浆料经500目过筛。
(3)分级：过筛后的氧化铝浆料，经水力漩流分级，得氧化铝浆料A1和A2。其中A1浆料，氧化铝粒度D50粒径为1.06μm；且D10为0.55μm；D90为2.49μm；D99为5.81μm。其中A2浆料，氧化铝粒度D50粒径为1.55μm；且D10为0.55μm；D90为4.59μm；D99为9.61μm。取A1作为本步骤目标产品。
(4)脱水：分级后的A1浆料经板框压滤脱水，得氧化铝滤饼；
(5)干燥：将氧化铝滤饼在150℃的热风循环干燥箱中干燥30h，得干燥后的氧化铝固体；
(6)破碎：将步骤(5)获得的产物，经气流粉碎机粉碎，得本发明所述的氧化铝。经测试，氧化铝粒度D50粒径为1.05μm；且满足：D10为0.55μm；D90为2.49μm；D99为5.71μm。经测试，氧化铝的pH值为9.2；氧化铝含量99％，经测试氧化铝的XRD，α-氧化铝晶型的重量百分比为95％。
实施例3
(1)打浆研磨：在1500kg水中，加入1000kg原料α-氧化铝。其中原料α-氧化铝，氧化铝含量99.9％，pH值为11，α-氧化铝晶型的重量百分比为94％。在搅拌条件下缓慢加入硝酸3kg，草酸7kg。然后经高能球磨机研磨至D50粒径为1.15μm；D10为0.48μm；D90为3.52μm；D99为8.1μm。
(2)过筛：研磨后的氧化铝浆料经500目过筛。
(3)分级：过筛后的氧化铝浆料，经水力漩流分级，得氧化铝浆料A1和A2。其中A1浆料，氧化铝粒度D50粒径为0.83μm；且D10为0.35μm；D90为2.59μm；D99为5.71μm。其中A2浆料，氧化铝粒度D50粒径为1.35μm；且D10为0.55μm；D90为4.59μm；D99为8.32μm。取A1作为本步骤目标产品。
(4)脱水：分级后的A1浆料经板框压滤脱水，得氧化铝滤饼；
(5)干燥：将氧化铝滤饼在200℃的热风循环干燥箱中干燥20h，得干燥后的氧化铝固体；
(6)破碎：将步骤(5)获得的产物，经气流粉碎机粉碎，得本发明所述的氧化铝。经测试，D50粒径为0.82μm；且D10为0.35μm；D90为2.58μm；D99为5.70μm。经测试，氧化铝的pH值为9.2；氧化铝含量99.9％，经测试氧化铝的XRD，α-氧化铝晶型的重量百分比为94％。
以上所述具体实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进或替换，这些改进或替换也应当视为本发明的保护范围。
技术特征：
1.锂电池隔膜用氧化铝，其特征在于：氧化铝含量为99％-99.9％；氧化铝粒径及分布：D50粒径为0.8-1.2μm；且满足：D10≥0.3μm；D90≤3μm 0；D99≤8μm。
2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜用氧化铝，其特征在于，所述氧化铝中，α-氧化铝晶型的重量百分比占90％以上。
3.根据权利要求1所述的锂电池隔膜用氧化铝，其特征在于，氧化铝与水按照质量比1:9打浆后测试pH值为7-10。
4.制备如权利要求1所述的氧化铝的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)打浆研磨：将原料氧化铝与水打浆，加入一定量的酸，然后研磨至D50粒径为0.8-1.4μm，且D10≥0.3μm；D90≤5μm；D99≤10μm；
(2)过筛：将研磨后的氧化铝浆料经500目过筛；
(3)分级：过筛后的氧化铝浆料经水力漩流分级，收集含有不同粒度分布的氧化铝的浆液，其中本步骤目标浆液产品D50粒径为0.8-1.2μm；且D10≥0.3μm；D90≤3μm 0；D99≤8μm；
(4)脱水干燥：将分级后的浆液脱水得氧化铝滤饼，然后烘干干燥；
(5)粉碎：干燥后的氧化铝经气流粉碎，破碎团聚颗粒，直至500目筛网过筛后无筛上物，得到氧化铝粉末。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)原料α-氧化铝与水打浆，以质量分数计，原料氧化铝占原料氧化铝与水质量总和的30％-50％。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)加入的酸选自硝酸、草酸、醋酸中的一种或几种。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)加入的酸以质量分数计，酸的用量是原料氧化铝的0.4％-1％。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，分级后的浆液经板框压滤脱水。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述原料氧化铝为α-氧化铝。
技术总结
本发明公开了一种锂电池隔膜用氧化铝及其制备方法，氧化铝的制备方法包括如下步骤：将原料α?氧化铝与水打浆，加入一定量的酸后，经研磨、过筛、分级、干燥、破碎，获得D50粒径为0.8?1.2μm；且满足：D10≥0.3μm；D90≤3μm0；D99≤8μm的氧化铝。本发明的氧化铝具有中位径粒适中，粒度分布范围窄的特点，满足锂电池隔膜涂覆制备陶瓷隔膜的要求；本发明的氧化铝具有纯度低，具有成本优势。
技术研发人员：赵月昌;陈曦;高玮;杨筱琼
受保护的技术使用者：上海华明高纳
稀土新材料有限公司
技术研发日：2017.12.21
技术公布日：2018.06.01
声明：
“锂电池隔膜用氧化铝及其制备方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：上海华明高纳稀土新材料有限公司
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2024年06月14日 ~ 16日 
