一种多孔氧化铝、电池隔膜、电池、用电设备的制作方法

本发明涉及电池材料领域，尤其涉及一种多孔氧化铝、电池隔膜、电池、用电设备。

背景技术：

1、为了增加以高分子聚合物如聚烯烃为主的隔膜的机械性能、耐热性能和击穿电压，现有技术中常常在聚合物薄膜（基膜）的一侧或者两侧形成添加有陶瓷粒子的陶瓷涂层。而氧化铝颗粒作为一种常见且强度高、热稳定性、化学稳定性强的陶瓷粒子，成为了陶瓷涂层中的陶瓷粒子的优选材料。

2、而隔膜的涂层不仅对陶瓷粒子的强度、热稳定性和化学稳定性提出了要求，而且基于隔膜的热缩性能、表面平整度等要求，对陶瓷粒子的自身流动性和其对基膜的支撑作用也提出了需求。但氧化铝颗粒与水的亲和性高，干燥、分散难度大，为了满足氧化铝的分散性和自身流动性需求，现有技术中常采用自身流动性极优的氧化铝粒子作为隔膜的涂层陶瓷，但是其对基膜的支撑作用较差，导致其得到的隔膜的热缩性改善不佳；而自身流动性较差的氧化铝粒子，则容易导致分散性差、形成的涂层的均一性较差，影响隔膜的表面平整度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多孔氧化铝，该多孔氧化铝的颗粒以厚度不低于底面边长的长度的20%的四棱柱型晶体为主，且其休止角不高于38.5°、不低于36°，可以使基于该多孔氧化铝形成的涂层的表面平整度更优。

2、本发明的另一目的在于提供一种电池隔膜。

3、本发明的再一目的在于提供一种电池。

4、本发明的还一目的在于提供一种用电设备。

5、第一方面，本申请提供了一种多孔氧化铝，所述多孔氧化铝为颗粒的表面和/或内部中存在若干介孔的氧化铝颗粒；且所述氧化铝颗粒为厚度不低于底面边长的长度的20%的四棱柱型晶体；累积粒径分布中的小粒径侧的50%的颗粒的累积粒径d50为0.3~2μm；

6、且所述多孔氧化铝的休止角为36.0°~38.5°。

7、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述多孔氧化铝的休止角为38.1°~38.5°；和/或

8、所述多孔氧化铝的最大粒径dmax不高于4μm。

9、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述多孔氧化铝的粒径分布满足以下公式：

10、span1=d99/d50＜2.5；

11、span2=（d90-d50）/d10＜1.5。

12、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述多孔氧化铝累积粒径分布中的小粒径侧的50%的颗粒的累积粒径d50为0.4~1.2μm。

13、进一步地，在本申请的一些实施例中，其粒径分布满足以下公式：

14、span1=d99/d50＜2.0；

15、span2=（d90-d50）/d10＜1.2。

16、进一步地，在本申请的一些实施例中，多孔氧化铝的最大粒径dmax不高于2μm。

17、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述多孔氧化铝的比表面积bet在5~50m2/g这一范围内；

18、且所述多孔氧化铝的表观密度为2~3g/cm3。

19、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述多孔氧化铝的孔容为0.01-0.4cm3/g；

20、所述多孔氧化铝粉末中的颗粒为θ相、δ相、γ相、α相中的至少一种或η相、κ相、χ相、ρ相中的至少一种。

21、第二方面，本申请还提供一种电池隔膜，所述电池隔膜包括基材和形成在基材至少一侧面的涂层，所述涂层中分布有第一方面所述的多孔氧化铝。

22、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述涂层的厚度均一性δ不高于0.3；

23、所述厚度均一性的测试方法为：

24、在设有涂层的基膜的表面阵列取6个点，获取各点的涂层的厚度sn，其中n为所取的测量点的编号，取值为1~6这一范围内的自然数，统计并计算涂层的平均厚度s均和各点所测量得到的涂层差值的平方和的开方数值，其计算公式为：

25、δ=（（s1-s均）2+（s2-s均）2……（s6-s均）2）1/2。

26、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述涂层的表面凸点个数为不高于1/100cm2；

27、所述凸点个数的测试方法为：

28、将设有涂层的基膜张紧并置于光照下，从背面观察并计数黑点个数。

29、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述电池隔膜中的涂层厚度为1~5μm，所述涂层中多孔氧化铝的占比以质量分数计为90%~99%。

30、第三方面，本申请还提供一种电池，包括第二方面所述的电池隔膜。

31、第四方面，本申请还提供一种用电设备，包括第三方面所述的电池。

32、本申请实施例提供一种多孔氧化铝、电子隔膜、电池、用电设备，该多孔氧化铝的休止角和形貌被控制在特定范围内，使其形成的涂层中多孔氧化铝的分散性良好、涂层表面的平整度更优，减少涂层表面凸点，避免涂层表面凸点对电池的伤害，且有利于改善隔膜的热缩性，有利于改善电池的稳定性、可靠性。此外，本申请提供的多孔氧化铝的氧化铝颗粒表面和内部还含有大量的介孔，可以为离子传导提供通道，并降低了隔膜的单位面密度；同时控制了其比表面积，使其比表面积处于较低水平，避免了因为氧化铝颗粒的表面积高，与水亲和性过高，导致含水量难以下降到所需的含量，进而导致电池中引入了不利于其可靠性的水分子。

技术特征：

1.一种多孔氧化铝，其特征在于，所述多孔氧化铝为颗粒的表面和/或内部中存在若干介孔的氧化铝颗粒；且所述氧化铝颗粒为厚度不低于底面边长的长度的20%的四棱柱型晶体；累积粒径分布中的小粒径侧的50%的颗粒的累积粒径d50为0.3~2μm；

2.根据权利要求1所述的多孔氧化铝，其特征在于，其特征在于，所述多孔氧化铝的休止角为38.1°~38.5°；和/或

3.根据权利要求1或2所述的多孔氧化铝，其特征在于，所述多孔氧化铝的粒径分布满足以下公式：

4.根据权利要求1或2所述的多孔氧化铝，其特征在于，所述多孔氧化铝累积粒径分布中的小粒径侧的50%的颗粒的累积粒径d50为0.4~1.2μm。

5.根据权利要求4所述的多孔氧化铝，其特征在于，其粒径分布满足以下公式：

6.根据权利要求4所述的多孔氧化铝，其特征在于，多孔氧化铝的最大粒径dmax不高于2μm。

7.根据权利要求1所述的多孔氧化铝，其特征在于，所述多孔氧化铝的比表面积bet在5~50m2/g这一范围内；

8.根据权利要求1所述的多孔氧化铝，其特征在于，所述多孔氧化铝的孔容为0.01-0.4cm3/g；

9.电池隔膜，其特征在于，所述电池隔膜包括基材和形成在基材至少一侧面的涂层，所述涂层中分布有权利要求1~8任一项所述的多孔氧化铝。

10.根据权利要求9所述的电池隔膜，其特征在于，所述涂层的厚度均一性δ不高于0.3；

11.根据权利要求9所述的电池隔膜，其特征在于，所述涂层的表面凸点个数为不高于1/100cm2 ；

12.根据权利要求9~11任一项所述的电池隔膜，其特征在于，所述电池隔膜中的涂层厚度为1~5μm，所述涂层中多孔氧化铝的占比以质量分数计为90%~99%。

13.一种电池，其特征在于，包括权利要求9~12任一项所述的电池隔膜。

14.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求13所述的电池。

技术总结
本发明提供一种多孔氧化铝及电池隔膜、电池、用电设备，涉及电池材料技术领域，所述多孔氧化铝为颗粒的表面和/或内部中存在若干介孔的氧化铝颗粒；且所述氧化铝颗粒为厚度不低于底面边长的长度的20%的四棱柱型晶体；累积粒径分布中的小粒径侧的50%的颗粒的累积粒径D50为0.3~2μm；且所述多孔氧化铝的休止角为36.0°~38.5°。本申请还提供基于多孔氧化铝的电池隔膜、电池、用电设备。本申请提供的多孔氧化铝改善了现有氧化铝所形成的涂层的表面平整度和对隔膜的热缩性优化难以兼具的问题。

技术研发人员：胡志好,张乙,沈晓燕,杨春,胡林政
受保护的技术使用者：苏州锦艺新材料科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/2