Nhôm oxit là nguyên liệu thô cho các sản phẩm nhôm và là vật liệu phụ trợ cho các ngành công nghiệp như hóa chất và máy móc. Nhôm oxit từ lâu đã đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc gia. Các ngành công nghiệp mới, như viễn thông, năng lượng mới và chất bán dẫn, đang phát triển nhanh chóng. Điều này làm tăng nhu cầu về vật liệu hiệu suất cao. Các sản phẩm nhôm oxit cao cấp đang ngày càng được ưa chuộng, đặc biệt là trong thị trường năng lượng mới trị giá hàng nghìn tỷ đô la. Nhôm oxit đã trở thành vật liệu nền tảng quan trọng trong lĩnh vực này.
Thị trường năng lượng mới
Để giải quyết cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu và ô nhiễm môi trường, các quốc gia đã đưa ra các chính sách thúc đẩy chuyển đổi năng lượng carbon thấp. Các chính sách này nhằm mục đích hỗ trợ sự phát triển bền vững của ngành năng lượng mới.
Trong lĩnh vực xe năng lượng mới, sản lượng và doanh số bán hàng của Trung Quốc đã tăng trưởng đều đặn kể từ năm 2021. Tăng trưởng hàng năm đã vượt quá 30% trong bốn năm liên tiếp. Năm 2024, sản lượng và doanh số bán xe năng lượng mới lần đầu tiên vượt qua 10 triệu chiếc, đạt 12,888 triệu chiếc và 12,866 triệu chiếc. Con số này đánh dấu mức tăng trưởng hàng năm lần lượt là 34,4% và 35,5%. Xe năng lượng mới hiện chiếm 40,9% trong tổng doanh số bán xe, tăng 9,3 điểm phần trăm so với năm 2023. Một số tổ chức dự đoán thị trường xe năng lượng mới của Trung Quốc sẽ đạt 2,31 nghìn tỷ nhân dân tệ vào năm 2025.
Ngành pin
Theo số liệu do Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin công bố, năm 2024, tổng sản lượng pin lithium của Trung Quốc đạt 1.170 GWh, tăng 24% so với cùng kỳ năm trước, với tổng giá trị sản lượng toàn ngành vượt 1,2 nghìn tỷ nhân dân tệ.
Ứng dụng của Alumina trong ngành năng lượng mới
Vật liệu Catốt
Trong vật liệu catốt pin lithium-ion, lớp phủ bề mặt Al₂O₃ có thể cải thiện hiệu quả khả năng duy trì dung lượng, hiệu suất chu kỳ dài và độ ổn định nhiệt của vật liệu catốt. Các tác động tích cực của lớp phủ bề mặt Al₂O₃ lên hiệu suất vật liệu catốt có thể bao gồm:
Hoạt động như chất loại bỏ florua, loại bỏ HF khỏi dung dịch điện phân và ngăn chặn sự hòa tan của kim loại chuyển tiếp trong vật liệu catốt.
Tạo lớp bảo vệ vật lý trên bề mặt catốt để ngăn ngừa các phản ứng phụ không cần thiết giữa vật liệu catốt và chất điện phân không chứa nước.
Hình thành lithium-aluminide trên bề mặt catốt để tăng tốc độ khuếch tán ion lithium và giảm điện trở truyền điện tích.
Giảm các phản ứng tỏa nhiệt, do đó cải thiện độ ổn định nhiệt của vật liệu catốt.
Phản ứng với LiPF₆ để tạo ra chất điện phân phụ gia LiPO₂F₂, giúp cải thiện hiệu suất chu kỳ và tuổi thọ của pin.
Ức chế hiệu ứng Jahn-Teller, do đó tăng cường độ ổn định chu kỳ của điện cực.
Lớp phủ tách
Các bộ tách là thành phần kỹ thuật khó khăn nhất trong vật liệu pin lithium-ion. Tỷ lệ chi phí của nó chỉ đứng thứ hai sau vật liệu catốt, chiếm khoảng 10% đến 14%. Trong một số loại pin cao cấp, chi phí cho bộ tách điện thậm chí có thể lên tới 20%.
Nghiên cứu cho thấy việc phủ bề mặt tách ở một hoặc cả hai mặt giúp cải thiện độ ổn định ở nhiệt độ cao. Nó cũng giảm thiểu các rủi ro an toàn như tiếp xúc điện cực, cháy nổ do co ngót nhiệt của tách. Điều này giúp tăng cường đáng kể độ ổn định và tuổi thọ của tách.
Nhôm oxit độ tinh khiết cao là vật liệu phủ vô cơ lý tưởng. Nó có độ ổn định nhiệt và trơ hóa học tuyệt vời, rất lý tưởng cho lớp phủ gốm trên bộ tách pin.
Vật liệu anode
Nhôm oxit không chỉ có thể được phủ lên bộ tách mà còn có thể được phủ lên bề mặt cực dương. Các nghiên cứu của Hou Min và Zhang Yanjiang đã phát hiện ra rằng việc phủ nhôm oxit lên bề mặt cực dương giúp cải thiện độ ổn định của giao diện cực dương, giảm tổn thất lithium hoạt động và tăng cường khả năng duy trì điện tích và hiệu suất chu kỳ của pin lithium-ion. Trong các thử nghiệm đâm thủng, lớp phủ bề mặt cực dương có thể làm giảm mức độ nghiêm trọng của hiện tượng đoản mạch giữa cực dương và cực âm.
Chất điện giải
Hiệu suất của pin lithium-ion phụ thuộc phần lớn vào đặc tính của chất điện phân. Các hệ thống điện phân khác nhau được sử dụng cho các chức năng khác nhau của pin lithium-ion. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung một lượng bột nhôm oxit nhất định vào chất điện phân có thể cải thiện hiệu quả độ dẫn điện của chất điện phân, giảm điện trở truyền điện tích và nâng cao hiệu suất điện hóa của pin lithium-ion.
Chất điện phân pin thể rắn
Nano-alumina độ tinh khiết cao được thêm vào chất điện phân rắn polyme, chẳng hạn như poly(ethylene oxide) (PEO), có thể cải thiện độ dẫn điện và độ ổn định của polyme, giảm độ kết tinh của polyme và tăng độ linh động của chuỗi. Khi được thêm vào chất điện phân rắn oxit, chẳng hạn như chất điện phân rắn Li₇La₃Zr₂O₁₂ (LLZO) loại garnet, nó có thể cải thiện độ dẫn điện và khả năng duy trì dung lượng của chất điện phân.
Phần kết luận
Ngoài những ứng dụng đã đề cập ở trên, việc sử dụng alumina trong ngành năng lượng mới không hề bị giới hạn. Ví dụ, nó được sử dụng trong các linh kiện gốm như rơ le, cầu chì và vòng đệm kín trong các phương tiện năng lượng mới. Trong ngành năng lượng mới, vốn đang đối mặt với những thách thức về quản lý nhiệt, alumina đóng vai trò quan trọng không chỉ là chất nền tản nhiệt mà còn là chất độn dẫn nhiệt, thường được sử dụng trong các loại keo dán, gel dẫn nhiệt và các vật liệu làm mát khác. Tóm lại, vật liệu alumina có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong thị trường năng lượng mới và bán dẫn trị giá hàng nghìn tỷ đô la.
Máy móc bột Epic luôn đi đầu trong việc phát triển vật liệu tiên tiến cho lĩnh vực năng lượng mới. Với chuyên môn về nghiền siêu mịn và sản xuất chính xác, chúng tôi cung cấp các sản phẩm alumina chất lượng cao cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm cả linh kiện pin. Công nghệ tiên tiến của chúng tôi đảm bảo vật liệu đáp ứng được những yêu cầu khắt khe của các ngành công nghiệp hiện đại, góp phần vào sự tăng trưởng bền vững của thị trường năng lượng mới. Hãy tin tưởng Epic Powder để hỗ trợ những đổi mới của bạn bằng các giải pháp tiên tiến.
