2016年2月18日，美國(guó)消費(fèi)品安全協(xié)會(huì)(CPSC)宣布，所有在美生產(chǎn)、進(jìn)口、銷(xiāo)售的平衡車(chē)（扭扭車(chē)）必須符合最新的UL2272平衡車(chē)電路系統(tǒng)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，所有平衡車(chē)電池必須符合UN38.3認(rèn)證要求。不符合上述標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品將會(huì)在海關(guān)進(jìn)口過(guò)程中被扣押，在國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售的問(wèn)題產(chǎn)品將會(huì)要求召回。

事件回放：

去年圣誕節(jié)，這種中國(guó)產(chǎn)的電動(dòng)平衡車(chē)在歐美市場(chǎng)“火”了一把，成為最熱銷(xiāo)的產(chǎn)品之一。但隨后卻火過(guò)了頭。有報(bào)道稱(chēng)，美國(guó)有10個(gè)州至少發(fā)生了11起由平衡車(chē)引發(fā)的火災(zāi)。達(dá)美、美洲航空公司已經(jīng)明令禁止平衡車(chē)上飛機(jī)。美國(guó)消費(fèi)品安全委員會(huì)也正在對(duì)兩輪平衡車(chē)的安全性開(kāi)展全方位的調(diào)查。亞馬遜平臺(tái)則宣布平衡車(chē)產(chǎn)品下架，并凍結(jié)了供貨商的賬戶(hù)資金。

本文僅從鋰電池技術(shù)討論：

首先讓我們來(lái)解讀一下UN38.3

UN38.3是指在聯(lián)合國(guó)針對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸專(zhuān)門(mén)制定的《聯(lián)合國(guó)危險(xiǎn)物品運(yùn)輸試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》的第3部分38. 3款，即要求鋰電池運(yùn)輸前，必須要通過(guò)高度模擬、高低溫循環(huán)、振動(dòng)試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、 55℃外短路、撞擊試驗(yàn)、過(guò)充電試驗(yàn)、強(qiáng)制放電試驗(yàn)，才能保證鋰電池運(yùn)輸安全。如果鋰電池與設(shè)備沒(méi)有安裝在一起，并且每個(gè)包裝件內(nèi)裝有超過(guò)24個(gè)電池芯或12個(gè)電池，則還須通過(guò)1.2米自由跌落試驗(yàn)。

我們可以從這里看出，此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋰的電池要求是相當(dāng)嚴(yán)格的。

筆者在查閱相關(guān)鋰電池技術(shù)文檔發(fā)現(xiàn)了一篇提高電池安全性能--陶瓷隔膜氧化鋁；

下面就讓我們一起看一下陶瓷隔膜氧化鋁是什么？

什么是陶瓷隔膜：

陶瓷涂覆特種隔膜：是以PP，PE或者多層復(fù)合隔膜為基體，表面涂覆一層納米級(jí)三氧化二鋁材料，經(jīng)過(guò)特殊工藝處理，和基體粘接緊密。顯著提高鋰離子電池的耐高溫性能和安全性。陶瓷涂覆特種隔膜特別適用于動(dòng)力電池。

鋰離子電池對(duì)隔膜的要求：

隔膜性能決定了電池的內(nèi)阻和界面結(jié)構(gòu)，進(jìn)而決定了電池容量、安全性能、充放電密度和循環(huán)性能等特性。因此需滿(mǎn)足如下一些特性

1、好的化學(xué)穩(wěn)定性—耐有機(jī)溶劑；

2、機(jī)械性能良好—拉伸強(qiáng)度高，穿刺強(qiáng)度高；

3、良好的熱穩(wěn)定性—熱收縮率低；較高的破膜溫度

4、電解液浸潤(rùn)性—與電解液相容性好，吸液率高

三氧化二鋁作為一種無(wú)機(jī)物，具有很高的熱穩(wěn)定性及化學(xué)惰性，是電池隔膜陶瓷涂層的很好選擇。

陶瓷隔膜對(duì)氧化鋁的性能要求：

1、粒徑均勻性，能很好的粘接到隔膜上，又不會(huì)堵塞隔膜孔徑。

2、氧化鋁純度高，不能引入雜質(zhì)，影響電池內(nèi)部環(huán)境。

3、氧化鋁晶型結(jié)構(gòu)的要求，保證氧化鋁對(duì)電解液的相容性及浸潤(rùn)性。

涂覆氧化鋁隔膜的優(yōu)點(diǎn)：

1、耐高溫性：

氧化鋁涂層具有優(yōu)異的耐高溫性，在180攝氏度以上還能保持隔膜完整形態(tài)。

2、高安全性：

氧化鋁涂層可中和電解液中游離的HF，提升電池耐酸性，安全性提高。

3、高倍率性：

納米氧化鋁在鋰電池中可形成固溶體，提高倍率性和循環(huán)性能。

4、良好浸潤(rùn)性：

納米氧化鋁粉末具有良好的吸液及保液能力。

5、獨(dú)特的自關(guān)斷特性：

保持了聚烯烴隔膜的閉孔特性，避免熱失控引起安全隱患。

6、低自放電率：

氧化鋁涂層增加微孔曲折度，自放電低于普通隔膜

7、循環(huán)壽命長(zhǎng)：降低了循環(huán)過(guò)程中的機(jī)械微短路，有效提升循環(huán)壽命。

從以上信息我們不難發(fā)現(xiàn)，使用陶瓷隔膜氧化鋁技術(shù)的鋰電池可以更好的符合UN38.3認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

那么問(wèn)題來(lái)了陶瓷隔膜氧化鋁又是咱們來(lái)的呢？

陶瓷隔膜的涂層主要用高純超細(xì)氧化鋁粉體，對(duì)粉體純度、粒徑大小、均勻性、顆粒形貌、表面改性以及高溫?zé)�結(jié)都有特定的要求，技術(shù)門(mén)檻較高。

據(jù)了解高溫?zé)�結(jié)工藝技術(shù)門(mén)檻也是相當(dāng)高的,我公司江蘇前錦爐業(yè)設(shè)備有限公司的高溫推板爐技術(shù)穩(wěn)定可以滿(mǎn)足工藝需求。

由于高純超細(xì)氧化鋁粉體在制備氧化鋁陶瓷隔膜過(guò)程中溫度在1250度左右。

 

2014-2016年全球和國(guó)內(nèi)鋰電池隔膜領(lǐng)域用高純超細(xì)氧化鋁用量的復(fù)合增長(zhǎng)率分別為54%和256%，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)面臨爆發(fā)式增長(zhǎng)。

高端市場(chǎng)的應(yīng)用呈現(xiàn)穩(wěn)定快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。

鋰電池隔膜領(lǐng)域用高純超細(xì)氧化鋁用量（噸）及占總高純氧化鋁用量比值（%）

我國(guó)大型電池公司大多也開(kāi)始在產(chǎn)品中采用涂層隔膜，典型的例子是氧化鋁涂覆（3微米）隔膜已經(jīng)用于蘋(píng)果的iPad Mini鋁塑封鋰離子電池。

基于涂層技術(shù)可以在較薄的隔膜上實(shí)施，由此對(duì)采用更薄的基體膜，留出更大的電極空間變成可能，因此該技術(shù)將繼續(xù)得到發(fā)展與擴(kuò)展應(yīng)用。

　　只是電池可以選擇的涂層材料具有多樣性（無(wú)機(jī)物或有機(jī)聚合物）以及制造涂層的可選擇性（可以采購(gòu)，也可以在公司內(nèi)制造）。

　　同時(shí)，還可以在電極上實(shí)施涂層取代隔膜上的涂層，或二者兼而有之。

總結(jié)：

在現(xiàn)代科技發(fā)展趨勢(shì)中、新能源汽車(chē)、光伏電站、手機(jī)、平板電腦、無(wú)人飛機(jī)、航天航空、以及機(jī)器人技術(shù)都離不開(kāi)安全、可靠、儲(chǔ)能容量更大電池，當(dāng)今鋰電池技術(shù)氧化鋁陶瓷隔膜鋰電池必定會(huì)是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)！

聯(lián)系作者：周 飛   

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