一种高纯锂电池隔膜用特种氧化铝的制备方法与流程

1.本发明涉及氧化铝制备技术领域，特别涉及一种高纯锂电池隔膜用特种氧化铝的制备方法。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.cn102522557a公开了一种应用于锂离子子电池的高纯超细易分散氧化铝的制备方法。其特点是:采用表面修饰、物理处理相结合的方法制备了应用于锂离子电池电极或隔膜涂层、电极材料包覆的高纯超细易分散氧化铝，以纯度为99.99％的高纯α-氧化铝为主要原料，加入占高纯氧化铝质量0.01-2.00％的分散剂进行表面修饰，混合均匀；然后对该粉体进行粉碎，使粉体d50达到0.30-1.00μm；继而将粉碎后的粉体分散于去离子水中，固含量10-50％，搅拌均匀，静置2h以上，除去底部沉积的大颗粒，将剩余浆料在烘箱中烘干，得到d50≤1.00μm，比表面积为4.0-8.0m2/g，振实密度为0.50-0.90g/cm3的超细氧化铝粉体。该方法采用高纯氧化铝制备，制备的成本较高。
7.在锂电池隔膜用氧化铝的制备过程中，需要氧化铝粉体的粒径满足相应要求之外，由于在生产、储存和运输氧化铝粉料的过程中，氧化铝粉料中不可避免的掺进铁粉，掺杂的铁粉直接影响到氧化铝原料的纯度，因此还需要对氧化铝粉体中的铁杂质进行去除，以满足锂电池隔膜用氧化铝的纯度要求，获得高纯度的锂电池隔膜用氧化铝。现有的除掺杂在氧化铝粉料中铁粉的方式是人工将氧化铝粉料倒入内壁上镶嵌永磁铁的料斗中，氧化铝粉料经料斗底部的出口不断流出的过程中，镶嵌在料斗内壁的永磁铁将掺杂在氧化铝粉料中的铁粉吸附。这种方法不仅不能连续对物料进行除铁，导致效率降低，同时容易使得吸附在永磁铁上的铁粉二次进入到物料内部，造成物料除铁效果差的问题，因此需要对氧化
铝除杂，以获得高纯度锂电池隔膜用氧化铝。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题是提供一种高纯锂电池隔膜用特种氧化铝的制备方法，以通过较低的成本生产高纯度的锂电池隔膜用氧化铝。
9.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
10.一种高纯锂电池隔膜用特种氧化铝的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
11.s1：将氧化铝原料与水混合打浆，加入研磨机中，往研磨机中加入分散剂和氧化铝磨球进行研磨，研磨至氧化铝粉体的粒径满足：d10≥0.3μm，0.9μm≤d50≤1.0μm，d90≤3.0μm，d99≤8.0μm；
12.s2：将s1得到的氧化铝浆料脱水得到固体氧化铝，然后进行干燥，干燥后煅烧；
13.s3：煅烧后的氧化铝进行粉碎，经破碎团聚颗粒，再通过除杂装置除去氧化铝中的杂质得到高纯锂电池隔膜用氧化铝粉末。
14.优选的，所述步骤s3中的除杂装置包括壳体，所述壳体中设有进料组件、吸附组件和辅助下料组件，所述进料组件设置在所述吸附组件的上方，所述吸附组件包括电磁体，所述电磁体与所述壳体的内侧壁间设有空隙，所述电磁体与所述壳体的内侧壁间通过支撑架连接，所述辅助下料组件包括风管，所述风管与风机连通，所述风管的出口位于所述电磁体的上方。
15.优选的，所述电磁体包括平板和曲面斜板，所述平板与地面平行，所述曲面斜板与所述平板的外侧壁连接，所述曲面斜板从上往下尺寸逐渐变大。
16.优选的，所述风管包括竖直管和与所述竖直管连通的水平管，所述竖直管的出风口位于所述平板的上方，所述竖直管垂直于所述平板，所述水平管与所述风机连通。
17.优选的，所述进料组件包括进料管和进料驱动组件，所述进料管与所述壳体连通，所述进料管的出口位于所述电磁体的上方，所述进料管中设有网筛，所述网筛通过第一弹簧、第二弹簧与进料管的内侧壁连接，所述第一弹簧上设有第一拨块，所述第二弹簧上设有第二拨块，所述进料驱动组件包括与所述第一拨块配合的第一间歇驱动件、与所述第二拨块配合的第二间歇驱动件。
18.采用上述技术方案，具有以下有益效果：
19.步骤s3中，氧化铝通过除杂装置能够有效除去氧化铝中的铁杂质，得到用于锂电池隔膜使用的高纯氧化铝粉末；
20.除杂装置包括吸附组件和辅助下料组件，通过吸附组件对粉末氧化铝中的铁进行吸附，通过辅助下料组件对其进行分离，分离后的铁杂质被吸附住；
21.通过设置进料组件，使得带有铁杂质的氧化铝粉末更加均匀的分布在电磁体上，以便于电磁体将铁杂质完全吸附，铁杂质去除得更加干净，获得高纯得氧化铝粉体。
附图说明
22.图1为本发明除杂装置的结构示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
24.一种高纯锂电池隔膜用特种氧化铝的制备方法，制备方法包括以下步骤：
25.s1：将氧化铝原料与水混合打浆，加入研磨机中，往研磨机中加入分散剂和氧化铝磨球进行研磨，研磨至氧化铝粉体的粒径满足：d10≥0.3μm，0.9μm≤d50≤1.0μm，d90≤3.0μm，d99≤8.0μm，以满足锂电池隔膜用氧化铝的要求；
26.s2：将s1得到的氧化铝浆料脱水得到固体氧化铝，然后进行干燥，干燥后煅烧；
27.s3：煅烧后的氧化铝进行粉碎，经破碎团聚颗粒，再通过除杂装置除去氧化铝中的杂质得到高纯锂电池隔膜用氧化铝粉末。
28.如图1所示，为本发明中使用的除杂装置的结构示意图，其包括壳体1，壳体1中设有进料组件、吸附组件和辅助下料组件，进料组件设置在吸附组件的上方，吸附组件包括电磁体2，电磁体2与壳体1的内侧壁间设有空隙，氧化铝通过进料组件后落到电磁体2上，进料组件用于将氧化铝粉末均匀的分散在电磁体2上，以便于电磁体2将氧化铝中的铁杂质吸附干净，获得高纯的氧化铝粉末，电磁体2将氧化铝中的铁杂质吸附，吸附完成后通过辅助下料组件将氧化铝粉末与铁杂质分离，电磁体2与壳体1的内侧壁间通过支撑架3连接，辅助下料组件包括风管，风管与风机6连通，风管的出口位于电磁体2的上方，在氧化铝粉末较为平整的铺在电磁体2上后，平铺的一层氧化铝粉末中的铁杂质被电磁体2吸附，再启动风机6，让电磁体2上方的风管朝电磁体2吹风，正常的氧化铝粉末在风力的作用下会被吹起，进而进入到电磁体2与壳体1内侧壁之间的空隙，通过电磁体2与壳体1内侧壁之间的缝隙进入到壳体1的底部，铁杂质由于被电磁体2吸附着，不会被风吹起，因此可以完成氧化铝粉末与铁杂质之间的分离，当铁杂质积累到一定程度后，先将壳体1底部的氧化铝排出，再断电让电磁体2失去磁性，风机6开启后，将电磁体2上的铁杂质吹到电磁体2与壳体1内侧壁之间的缝隙中，落入到壳体1底部，然后排出，在本实施例的其他实施方式中，可以将吸附满铁杂质的电磁体2从壳体1中取出，取出后清理完成在安装到壳体1中；
29.电磁体2包括平板和曲面斜板，平板与地面平行，用于平铺氧化铝粉末，进而吸附氧化铝粉末中的铁杂质，曲面斜板与平板的外侧壁连接，曲面斜板与平板连接后形成圆台的形状，平板为圆台的上表面，其直径小于圆台的底面，通过曲面斜板的设置，在氧化铝下落到壳体1底部时用于为氧化铝导向，让氧化铝落入到壳体1底部，便于收集，同时，通过设置曲面斜板可以增大铁杂质吸附区域，提高杂质吸附效果，电磁体2带电时，曲面斜板具有磁性，铁杂质被吸附在曲面斜板的外侧壁上，电磁体2断电时，曲面斜板不具有磁性，此时，吸附在曲面斜板外侧壁上的铁杂质掉落，曲面斜板从上往下尺寸逐渐变大，使得曲面斜板能够被风机6提供的风力吹到，提高氧化铝与铁杂质的分离效果；
30.风管包括竖直管4和与竖直管4连通的水平管5，竖直管4的出风口位于平板的上方，竖直管4垂直于所述平板，水平管5与风机6连通，提供风机6提供风力，通过风力来分离氧化铝和铁杂质；
31.进料组件包括进料管7和进料驱动组件，进料管7与壳体1连通，进料管7的出口位于电磁体2的上方，进料管7中设有网筛8，网筛8可以是500目网筛8，网筛8通过第一弹簧9、
第二弹簧10与进料管7的内侧壁连接，第一弹簧9与第二弹簧10关于网筛8对称设置，第一弹簧9上设有第一拨块11，第二弹簧10上设有第二拨块13，进料驱动组件包括与第一拨块11配合的第一间歇驱动件、与第二拨块13配合的第二间歇驱动件，第一间歇驱动件可以是第一凸轮12，第一凸轮12设置在第一凸轮轴上，第一凸轮轴与第一驱动电机的动力输出端连接，第二间歇驱动件可以是第二凸轮14，第二凸轮14设置在第二凸轮14轴上，第二凸轮14轴与第二驱动电机的动力输出端连接，第一驱动电机、第二驱动电机以相同的转速运行，第一凸轮12转动拨动第一拨块11，第二凸轮14转动拨动第二拨块13，使得第一弹簧9和第二弹簧10被同步压缩，为了能够更好压缩第一弹簧9和第二弹簧10，可以在第一拨片和第二拨片均设置上下方向上的通孔，通孔与限位杆配合，让第一弹簧9和第二弹簧10可以沿着限位杆的方向伸缩，压缩过程中，网筛8向下移动，使得网筛8上的氧化铝粉末下落，第一凸轮12和第二凸轮14转过后，第一弹簧9和第二弹簧10回位且来回振动，使得网筛8振动，网筛8上的氧化铝粉末随着振动通过网筛8；
32.氧化铝通过除杂装置能够有效除去氧化铝中的铁杂质，得到用于锂电池隔膜使用的高纯氧化铝粉末；
33.除杂装置包括吸附组件和辅助下料组件，通过吸附组件对粉末氧化铝中的铁进行吸附，通过辅助下料组件对其进行分离，分离后的铁杂质被吸附住；
34.通过设置进料组件，使得带有铁杂质的氧化铝粉末更加均匀的分布在电磁体2上，以便于电磁体2将铁杂质完全吸附，铁杂质去除得更加干净，获得高纯得氧化铝粉体。
35.以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种高纯锂电池隔膜用特种氧化铝的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：s1：将氧化铝原料与水混合打浆，加入研磨机中，往研磨机中加入分散剂和氧化铝磨球进行研磨，研磨至氧化铝粉体的粒径满足：d10≥0.3μm，0.9μm≤d50≤1.0μm，d90≤3.0μm，d99≤8.0μm；s2：将s1得到的氧化铝浆料脱水得到固体氧化铝，然后进行干燥，干燥后煅烧；s3：煅烧后的氧化铝进行粉碎，经破碎团聚颗粒，再通过除杂装置除去氧化铝中的杂质得到高纯锂电池隔膜用氧化铝粉末。2.根据权利要求1所述的一种高纯锂电池隔膜用特种氧化铝的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中的除杂装置包括壳体，所述壳体中设有进料组件、吸附组件和辅助下料组件，所述进料组件设置在所述吸附组件的上方，所述吸附组件包括电磁体，所述电磁体与所述壳体的内侧壁间设有空隙，所述电磁体与所述壳体的内侧壁间通过支撑架连接，所述辅助下料组件包括风管，所述风管与风机连通，所述风管的出口位于所述电磁体的上方。3.根据权利要求2所述的一种高纯锂电池隔膜用特种氧化铝的制备方法，其特征在于：所述电磁体包括平板和曲面斜板，所述平板与地面平行，所述曲面斜板与所述平板的外侧壁连接，所述曲面斜板从上往下尺寸逐渐变大。4.根据权利要求3所述的一种高纯锂电池隔膜用特种氧化铝的制备方法，其特征在于：所述风管包括竖直管和与所述竖直管连通的水平管，所述竖直管的出风口位于所述平板的上方，所述竖直管垂直于所述平板，所述水平管与所述风机连通。5.根据权利要求2所述的一种高纯锂电池隔膜用特种氧化铝的制备方法，其特征在于：所述进料组件包括进料管和进料驱动组件，所述进料管与所述壳体连通，所述进料管的出口位于所述电磁体的上方，所述进料管中设有网筛，所述网筛通过第一弹簧、第二弹簧与进料管的内侧壁连接，所述第一弹簧上设有第一拨块，所述第二弹簧上设有第二拨块，所述进料驱动组件包括与所述第一拨块配合的第一间歇驱动件、与所述第二拨块配合的第二间歇驱动件。

技术总结
本发明公开了一种高纯锂电池隔膜用特种氧化铝的制备方法，属于氧化铝制备技术领域，包括以下步骤：S1：将氧化铝原料与水混合打浆，加入研磨机中，往研磨机中加入分散剂和氧化铝磨球进行研磨，研磨至氧化铝粉体的粒径满足：D10≥0.3μm，0.9μm≤D50≤1.0μm，D90≤3.0μm，D99≤8.0μm；S2：将S1得到的氧化铝浆料脱水得到固体氧化铝，干燥后煅烧；S3：煅烧后的氧化铝进行粉碎，经破碎团聚颗粒，再通过除杂装置除去氧化铝中的杂质得到高纯锂电池隔膜用氧化铝粉末；其中除杂装置包括壳体，壳体中设有进料组件、吸附组件和辅助下料组件，进料组件设置在所述吸附组件的上方，吸附组件包括电磁体，辅助下料组件包括风管，风管的出口位于电磁体的上方。电磁体的上方。电磁体的上方。


技术研发人员：田志刚 周英婷 代从国 杨筱琼 蒙素玲
受保护的技术使用者：建德华明高纳新材料有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/10/7