Глинозем – это сырье для производства алюминиевой продукции и вспомогательный материал для таких отраслей, как химическая промышленность и машиностроение. Он уже давно играет важную роль в национальной экономике. Новые отрасли, такие как телекоммуникации, новая энергетика и полупроводники, стремительно развиваются. Это увеличивает спрос на высококачественные материалы. Высококачественная продукция из глинозема набирает популярность, особенно на рынке новой энергетики, оцениваемом в триллионы долларов. Алюминий стал важнейшим основополагающим материалом в этом секторе.
Новый энергетический рынок
Для решения проблемы глобального энергетического кризиса и загрязнения окружающей среды страны приняли политику, направленную на содействие переходу к низкоуглеродной энергетике. Эта политика направлена на поддержку устойчивого развития новой энергетической отрасли.
В секторе автомобилей на новых источниках энергии производство и продажи в Китае стабильно растут с 2021 года. Годовой прирост превышает 301 трлн юаней уже четыре года подряд. В 2024 году производство и продажи автомобилей на новых источниках энергии впервые превысили 10 миллионов единиц, достигнув 12,888 млн и 12,866 млн соответственно. Это означает рост на 34,41 трлн юаней и 35,51 трлн юаней соответственно в годовом исчислении. Доля автомобилей на новых источниках энергии в общем объеме продаж автомобилей в настоящее время составляет 40,91 трлн юаней, что на 9,3 процентных пункта больше, чем в 2023 году. Некоторые организации прогнозируют, что к 2025 году объём китайского рынка автомобилей на новых источниках энергии достигнет 2,31 трлн юаней.
Сектор аккумуляторов
По данным, опубликованным Министерством промышленности и информационных технологий, в 2024 году общий объем производства литиевых аккумуляторов в Китае достиг 1170 ГВт⋅ч, увеличившись в годовом исчислении на 241 трлн юаней, а общая стоимость произведенной в отрасли продукции превысила 1,2 трлн юаней.
Применение глинозема в новой энергетике
Катодные материалы
В катодных материалах литий-ионных аккумуляторов поверхностное покрытие Al₂O₃ может эффективно улучшить сохранение емкости, долговечность и термическую стабильность катодных материалов. Положительное влияние поверхностного покрытия Al₂O₃ на характеристики катодных материалов может включать:
Действует как поглотитель фтора, удаляя HF из раствора электролита и подавляя растворение переходных металлов в материале катода.
Формирование физического защитного барьера на поверхности катода для предотвращения ненужных побочных реакций между материалом катода и неводным электролитом.
Формирование алюминида лития на поверхности катода для повышения скорости диффузии ионов лития и снижения сопротивления переносу заряда.
Уменьшение экзотермических реакций, тем самым повышение термической стабильности материала катода.
Реагируя с LiPF₆, образуется электролитная добавка LiPO₂F₂, которая улучшает цикличность работы аккумулятора и срок его службы.
Подавление эффекта Яна-Теллера, тем самым повышая циклическую стабильность электрода.
Разделительное покрытие
The разделитель Это самый технически сложный компонент в составе литий-ионных аккумуляторов. Его стоимость уступает только стоимости катодных материалов, составляя примерно 10% к 14%. В некоторых аккумуляторах высокого класса стоимость сепаратора может достигать 20%.
Исследования показывают, что нанесение покрытия на поверхность сепаратора с одной или обеих сторон повышает его устойчивость к высоким температурам. Кроме того, оно снижает такие риски, как контакт с электродами, возгорание и взрывы, вызванные термической усадкой сепаратора. Это значительно повышает устойчивость и срок службы сепаратора.
Высокочистый оксид алюминия — идеальный материал для неорганических покрытий. Он обладает превосходной термической стабильностью и химической инертностью, что делает его идеальным для керамических покрытий сепараторов аккумуляторов.
Анодные материалы
Оксид алюминия может наноситься не только на сепараторы, но и на поверхность анодов. Исследования Хоу Миня и Чжан Яньцзяна показали, что нанесение оксида алюминия на поверхность анода повышает стабильность анодного интерфейса, снижает потери активного лития, а также улучшает способность удерживать заряд и циклируемость литий-ионных аккумуляторов. В ходе испытаний на прокол покрытие анодной поверхности смогло снизить интенсивность короткого замыкания между анодом и катодом.
Электролиты
Производительность литий-ионных аккумуляторов во многом зависит от свойств электролита. Для разных функций литий-ионных аккумуляторов используются различные электролитные системы. Исследования показали, что добавление определённого количества порошка оксида алюминия в электролит может эффективно улучшить проводимость электролита, снизить сопротивление переносу заряда и улучшить электрохимические характеристики литий-ионных аккумуляторов.
Электролиты для твердотельных аккумуляторов
Добавление высокочистого нанооксида алюминия в полимерные твердые электролиты, такие как полиэтиленоксид (ПЭО), может повысить проводимость и стабильность полимера, снизить кристалличность полимера и увеличить подвижность цепей. Добавление в оксидные твердые электролиты, такие как твердые электролиты Li₇La₃Zr₂O₁₂ (LLZO) гранатового типа, может улучшить проводимость и сохранение емкости электролита.
Заключение
Помимо упомянутых выше областей применения, применение оксида алюминия в новой энергетике далеко не ограничено. Например, он используется в керамических компонентах, таких как реле, предохранители и уплотнительные кольца в транспортных средствах на новых источниках энергии. В новой энергетике, сталкивающейся с проблемами терморегулирования, оксид алюминия играет ключевую роль не только как теплорассеивающая подложка, но и как теплопроводящий наполнитель, часто используемый в теплопроводящих пастах, гелях и других охлаждающих материалах. В заключение следует отметить, что материалы на основе оксида алюминия имеют широкие перспективы применения на многомиллиардном рынке новой энергетики и полупроводников.
Эпическая Порошковая Машина Компания Epic Powder занимает лидирующие позиции в разработке материалов для сектора новой энергетики. Благодаря нашему опыту в области ультратонкого измельчения и прецизионного производства мы предлагаем высококачественную продукцию из оксида алюминия для различных применений, включая компоненты аккумуляторных батарей. Наши передовые технологии гарантируют соответствие наших материалов строгим требованиям современной промышленности, способствуя устойчивому росту рынка новой энергетики. Доверьте Epic Powder поддержку ваших инноваций передовыми решениями.
