中国粉体网讯 近年来，随着人们对锂离子电池安全性要求越来越高，高纯氧化铝由于其耐高温、耐腐蚀和绝缘的特性，被广泛应用于阻燃隔膜、包覆型正极材料和固态电解质材料中，氧化铝在锂电领域发挥了重要作用。

氧化铝对锂电池有多重要呢？打个比喻，锂电池得到氧化铝简直是“如鱼得水”，氧化铝对锂电池堪称是“鞠躬尽瘁，死而后已”，锂电池有如今的地位，氧化铝功不可没。

氧化铝全面提升隔膜性能

聚丙烯PP、聚乙烯PE及其衍生物类是锂离子电池隔膜的常规材质，在高温条件下存在使用风险，需要进行性能改进。

吴浩等探讨了气相法氧化铝对锂电池隔膜的改性机制，认为气相法氧化铝通过表面沉积、微观结构调控等作用，从热稳定性、机械强度、电解液亲和性及电化学性能四大核心维度对锂电池隔膜进行改性。

一是提升隔膜的热稳定性。这源于其自身优异的热稳定性和高熔点特性。例如，添加不同浓度氧化铝后，隔膜热失重逐渐下降，热稳定性明显改善。研究数据显示，氧化铝添加量为1%时，隔膜热失重降至4.8%，较未添加样品降低约0.4%;添加量达到7%时，热失重降至3.0%，热稳定性提升幅度达42%。

气相法氧化铝对热稳定性的影响

二是增强隔膜的机械强度。气相法氧化铝可通过优化锂电池隔膜的微观结构，提升其抗拉强度、延展性和整体机械稳定性。实验数据表明，氧化铝添加量为1%时，隔膜抗拉强度较未添加样品提高约12%;添加量达到5%时，抗拉强度提升幅度达35%。

三是改善隔膜的电解液亲和性。采用气相法沉积氧化铝后，隔膜表面形成的微观孔结构和极性基团，可促进电解液渗透与分布，让电解液更充分地润湿隔膜表面，从而提升离子导电性。同时，氧化铝能显著改善隔膜亲水性，使电解液中溶剂分子充分渗透，形成均匀电解液层，进一步降低电池内阻，提升电池循环性能和能量密度。

四是提升隔膜的电化学性能。在锂电池隔膜中添加氧化铝，可显著提升隔膜的离子导电性、降低电池内阻并提高锂离子迁移速率，进而增强电池整体电化学性能。

氧化铝改性隔膜的电化学性能分析

氧化铝兼顾正/负极材料性能提升

在锂离子电池正负极材料研究中，提高材料性能的一个重要途径就是对电极材料的表面进行包覆处理。在电极材料表面涂覆Al₂O₃涂层，可以起到抗HF腐蚀、稳定电极结构、形成和保护SEI膜等关键作用。

田朋等采用氧化铝溶胶浸渍-包覆法对NCM811正极材料和G/SiO负极材料进行改性。

氧化铝改性前后NCM811循环性能汇总

由表格数据可知，掺杂氧化铝的改性可以提高正极材料的循环稳定性，当氧化铝的改性量为0.3%时，正极材料的容量保持率为82.45%，与未改性正极材料相比提升了6.84%。

氧化铝改性前后G/SiO循环性能汇总

由表格数据可知，氧化铝的改性可以提高负极材料的循环稳定性，当氧化铝的改性量为0.7%时负极材料的容量保持率为93.45%，与未改性负极材料相比提升了6.23%。

氧化铝全力支撑固态电解质发挥作用

在聚合物固态电解质研究中，许多基于溶解在聚醚中的金属盐的聚合物电解质，特别是聚环氧乙烷（PEO）被广泛研究。在室温下它们的电导率通常很低，通过添加纳米氧化物不仅可以提高聚合物的导电性，还可以提高聚合物的稳定性。

在固体电解质的研究中，石榴石型Li₇La₃Zr₂O₁₂（LLZO）固体电解质是一个非常重要的研究方向，其优势在于电解质离子电导率较高（5x10^-3S/cm）、电解质膜机械强度较高和化学稳定性较好。组装含有5%质量分数Al₂O₃固体电解质的全电池，循环200次后的容量保持率由未含Al₂O₃的82.3%提升到91.4%。聚合物电解质中的高比表面Al₂O₃纳米颗粒可以吸收残留杂质和电解质的分解产物，从而提高电极界面稳定性和锂离子迁移可逆性。

参考文献：

刘国刚：锂电池高纯氧化铝的制备及应用研究进展，北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司

吴浩：赋能锂电“心脏瓣膜”——气相法氧化铝如何助力锂电池隔膜性能升级研究，湖北汇富纳米材料股份有限公司

田朋：氧化铝溶胶改性锂离子电池正负极材料的研究

(中国粉体网编辑整理/昧光)

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