[发明专利]利用库埃特-泰勒涡流反应制备片状相拟薄水铝石的方法

说明书

本发明涉及一种利用库埃特‑泰勒涡流反应制备片状相拟薄水铝石的方法。根据一个具体实施方案，可以提供一种制备片状相拟薄水铝石的方法，所述方法中通过包括以下工序来获得片状相拟薄水铝石：a)在分散有铝前体的水溶液中加入有机酸；以及b)将所述工序a)的产物加入到泰勒反应器中，其中，所述泰勒反应器的压力为1‑100巴。根据本发明的一个具体实施方案，与现有的间歇式反应器相比，利用库埃特‑泰勒流的泰勒反应器具有更优异的搅拌能力，并且可以通过将所述泰勒反应器控制为高温‑高压的特定条件来提高片状相拟薄水铝石的生产效率。

技术领域

本发明涉及一种利用库埃特-泰勒涡流反应制备片状相拟薄水铝石的方法。具体地，本发明涉及一种在高温-高压下利用库埃特-泰勒流制备片状相拟薄水铝石的方法，所述片状相拟薄水铝石用于在电池隔膜的一面或两面上涂布陶瓷。

背景技术

隔膜是在用于电动汽车、移动电话、笔记本电脑等的电池中通过阻断正极和负极的接触来防止电极之间的电接触以提高稳定性的微细薄膜。电池用隔膜具有几十纳米尺寸的孔隙，并且离子通过这些孔隙来发挥电池的功能。

通常使用的聚烯烃基隔膜在高温下具有严重的热收缩，并且物理耐久性差。因此，如果电池发生异常，导致内部温度升高，则容易发生隔膜的变形，并且严重时无法充分防止电极与电极之间的接触，从而可能会发生短路(short)引起的爆炸。

为了解决如上所述的稳定性问题，开发了一种在现有的聚烯烃基隔膜的一面或两面上使用无机颗粒形成无机颗粒层的陶瓷涂层隔膜(Ceramic Coated Separator，CCS)。用于该隔膜的无机颗粒包括氧化铝(alumina)、氢氧化铝(aluminum hydroxide)、二氧化硅(silica)、氧化钡(barium oxide)、氧化钛(titanium oxide)、氧化镁(magnesium oxide)、氢氧化镁(magnesium hydroxide)、粘土(clay)、玻璃粉(glass powder)、勃姆石(boehmite)或它们的混合物等。

在无机颗粒中，特别是使用具有拟薄水铝石涂层的隔膜的电池的优点在于，由于电池膨胀和表面摩擦力导致的涂层内无机颗粒的脱落现象得到显著改善，因此具有提高的热稳定性，而且与使用氧化铝等其它无机颗粒的情况相比，可以减轻涂层的重量。

拟薄水铝石可以具有各种形式的相。已知主相(main phase)为线(纳米线(nanowire))状或棒(纳米棒(nanorod))状的针状拟薄水铝石可以通过在酸性条件下生长来获得，并且已知主相为片状(sheet)相的片状相拟薄水铝石可以通过在碱性条件下生长来获得。然而，当在碱性条件下制备拟薄水铝石以制成片状相时，存在无法确保充分薄的厚度的问题。

作为合成拟薄水铝石的方法，以往有使用间歇(batch)式反应器进行合成的方法。然而，由于设备限制等问题，间歇式反应器无法形成高温-高压气氛，并且为了通过间歇式反应器确保片状相拟薄水铝石，通常需要24小时左右的长时间的反应时间，因此存在生产效率降低的问题。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的第一目的是提高拟薄水铝石的生产效率，并且提高拟薄水铝石中的特别是片状相拟薄水铝石的生产效率。

本发明的第二目的是提高可在酸性气氛下具有薄厚度的片状相拟薄水铝石的生产效率。

技术方案

作为用于实现上述目的的一个方法，根据本发明的一个具体实施方案，可以提供一种制备片状相拟薄水铝石的方法，所述方法中通过包括以下工序来获得片状相拟薄水铝石：a)在分散有铝前体的水溶液中加入有机酸；以及b)将所述工序a)的产物加入到泰勒反应器中，其中，所述泰勒反应器的压力为1-100巴(bar)。

根据一个具体实施方案，所述泰勒反应器的温度可以为100-300℃。

根据一个具体实施方案，所述泰勒反应器的反应时间可以为1-20小时。