中國粉體網(wǎng)訊 2024年9月27日，由中國粉體網(wǎng)主辦的“2024全國高純氧化鋁粉體制備技術(shù)及應(yīng)用交流大會”在江蘇揚(yáng)州綠地鉑驪酒店成功召開。在本次大會現(xiàn)場，中國粉體網(wǎng)記者有幸邀請到眾多專家學(xué)者做客“對話”欄目，圍繞高純氧化鋁行業(yè)技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了訪談交流。本期是對大連理工大學(xué)田朋副教授的專訪。
中國粉體網(wǎng)：田教授您好，請問，什么是薄水鋁石？它與氧化鋁有著怎樣的關(guān)系？
田教授：薄水鋁石的化學(xué)式是γ-AlOOH。我們知道氧化鋁它是沒有這個(gè)氫元素的，這兩者的主要聯(lián)系在于：薄水鋁石是氧化鋁的重要的一個(gè)前驅(qū)體，經(jīng)過高溫煅燒之后，它就變成了氧化鋁。薄水鋁石有很多名字，比如說它還叫勃姆石、軟水鋁石、一水鋁石、一水合氧化鋁等等。可以說，這兩種材料既有區(qū)別，又有聯(lián)系。
中國粉體網(wǎng)：田教授，請問薄水鋁石作為鋰電材料的關(guān)鍵特性是什么？
田教授：作為鋰電材料它關(guān)鍵的應(yīng)用特性，第一個(gè)是它的雜質(zhì)元素含量要符合要求，比如說鈉、鈣、鐵等等這些雜質(zhì)元素要符合鋰電的要求，尤其是鐵雜質(zhì)含量。另外一個(gè)就是對它的粒徑要求比較嚴(yán)格，要求必須在一定的粒徑范圍之內(nèi)。比如說D10的顆粒尺寸不能太小，D97或者是D100的顆粒尺寸又不能太大，就是要求它必須有一個(gè)比較集中粒徑范圍，越穩(wěn)定越好，也就是在激光粒度儀分析上，那個(gè)“峰”越窄越好。
中國粉體網(wǎng)：田教授，目前用于控制薄水鋁石晶粒大小和形貌的技術(shù)方法有哪些？這些技術(shù)對鋰電池有什么樣的影響？
田教授：控制顆粒尺寸的方法都差不多，大同小異。例如改變合成過程中的一些參數(shù)，比如說改變pH值，加入一些表面活性劑，然后加入一些晶種來控制它的顆粒尺寸等等，只是說尋找這個(gè)合適參數(shù)的過程可能更為復(fù)雜一些。
技術(shù)影響方面，不同的技術(shù)會影響它的雜質(zhì)元素的含量。還有就是剛才說到的會影響粒徑的分布�？赡懿煌募夹g(shù)達(dá)到的D50的顆粒尺寸是相同的，但是顆粒分布的區(qū)間是否足夠狹窄，這有可能是不一樣的。
中國粉體網(wǎng)：田教授，除了鋰電池，薄水鋁石在其他類型電池中的應(yīng)用和效果如何？
田教授：事實(shí)上現(xiàn)在報(bào)道的比較少，因?yàn)槭俏覀冋n題組最先報(bào)道在鋰電池固態(tài)電解質(zhì)當(dāng)中的應(yīng)用。如果是涂附在隔膜表面的話，這方面已經(jīng)完全產(chǎn)業(yè)化。比如說現(xiàn)在其它的一些電池，大家有可能就了解到這個(gè)鈉電池也有在用。我們課題組最近也有研究生在做鈉固態(tài)電池上的應(yīng)用研究。因?yàn)樗囯姵氐母裟さ男再|(zhì)，或者說電解質(zhì)的性能很相近，所以也能夠有一些相通的應(yīng)用。當(dāng)然目前還處在研發(fā)階段，還沒有實(shí)際應(yīng)用。
中國粉體網(wǎng)：田教授，在研究“薄水鋁石晶粒和形貌控制”的過程中主要挑戰(zhàn)是什么？未來，薄水鋁石在鋰電領(lǐng)域的研究方向和趨勢是什么？
田教授：主要的一個(gè)挑戰(zhàn)是薄水鋁石在高分子中均勻分散。因?yàn)槿绻坏┌l(fā)生團(tuán)聚的話，這個(gè)顆粒尺寸過小或者過大都會有影響，比如說過大的時(shí)候，它與聚合物的接觸面積變低，然后它對聚合物的改性性能也將變差。如果過小的話，本身它就會團(tuán)聚，具有更大的表面能，造成與聚合物的相容性變差。它只是自身在團(tuán)聚，那自身團(tuán)聚之后，相當(dāng)于是在聚合物里面形成了一個(gè)大的團(tuán)聚體，那么整個(gè)聚合物的力學(xué)性能就會下降。所以說，未來的一個(gè)發(fā)展方向是需要提高它在聚合物中的分散性。
為了提高在聚合物中的分散性，我們可以去做一做比如說表面改性來提高它與聚合物的相容性。另外還要找到合適的粒徑，剛才講了太大的顆粒會造成接觸面積小，太小的顆粒會造成團(tuán)聚，所以合成合適的粒徑的薄水鋁石也是一個(gè)重要發(fā)展趨勢。另外就是對于小粒徑，雖然它分散性不好，但是它接觸面積比較大。所以我們也希望對小的粒徑進(jìn)行表面的改性，來提高它在聚合物中的分散性。
當(dāng)然還有一個(gè)最重要的前提，就是現(xiàn)在聚合物電解質(zhì)能最后應(yīng)用到未來的固態(tài)電池中。就是說實(shí)際上我們做了這么多工作，最后如果這個(gè)聚合物電解質(zhì)沒有被應(yīng)用到這個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，可能我們的工作未來的發(fā)展就沒有那么大了。關(guān)鍵在于未來實(shí)際應(yīng)用的到底是哪一類電解質(zhì)，因?yàn)楝F(xiàn)在所有的電解質(zhì)都存在或多或少的問題。目前相當(dāng)于都在修煉自身，然后來適應(yīng)這個(gè)產(chǎn)業(yè)。但是最終誰成功了，可能會在五年或十年之后才能看到。
中國粉體網(wǎng)：好的，今天的采訪就到這里，感謝田教授。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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