ในภูมิทัศน์ของวัสดุแบตเตอรี่ลิเธียมที่กำลังพัฒนา ประสิทธิภาพและความปลอดภัยถือเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง โบห์ไมต์ ซึ่งเป็นอะลูมินาโมโนไฮเดรตชนิดพิเศษ ได้กลายมาเป็นวัสดุเคลือบที่สำคัญ ช่วยยกระดับความปลอดภัยและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่อย่างมีนัยสำคัญ เพื่อผลิตผงโบห์ไมต์ที่มีความบริสุทธิ์สูงและละเอียดสม่ำเสมอ ซึ่งจำเป็นสำหรับการเคลือบที่สม่ำเสมอ ผู้ผลิตจึงมักใช้เทคโนโลยีการแปรรูปผงขั้นสูง เช่น เครื่องบดเจ็ท เพื่อให้ได้การกระจายขนาดอนุภาคที่แม่นยำตามที่ต้องการ ในฐานะผู้ให้บริการโซลูชันการแปรรูปผงขั้นสูงที่เชื่อถือได้ ผงมหากาพย์ เครื่องจักรมีอุปกรณ์ที่ตอบสนองความต้องการการผลิตอันเข้มงวดเหล่านี้
1. บทนำสู่ Boehmite
โบห์ไมต์ หรือที่รู้จักกันในชื่ออะลูมิเนียมไตรไฮดรอกไซด์อ่อน มีสูตรโมเลกุล γ-AlOOH เป็นองค์ประกอบหลักของแร่บอกไซต์ ร่วมกับไดสปอร์ (โดยหลักคือ α-AlO(OH)) โยฮันน์ เบิห์ม นักเคมีชาวเยอรมัน ค้นพบแร่ชนิดนี้เป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2468 ต่อมาในปี พ.ศ. 2470 ดราปารันเตได้ยืนยันการมีอยู่ของแร่นี้ผ่านการวิเคราะห์บอกไซต์จากเลส์โบซ์-เดอ-โพรวองซ์ แร่นี้จึงได้รับการตั้งชื่อตามภูมิภาคนี้ในเวลาต่อมา
2. วิธีการเตรียมโบห์ไมต์
โบห์ไมต์เป็นเฟสที่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์และสามารถคายน้ำได้ง่ายที่อุณหภูมิสูง สามารถสังเคราะห์โบห์ไมต์ได้หลายวิธี เช่น กรด ด่าง คาร์บอไนเซชัน การไฮโดรไลซิสด้วยอัลคอกไซด์ การไฮโดรไลซิสเชิงซ้อนอินทรีย์ และวิธีไฮโดรเทอร์มอล ในงานเคลือบผิว การผลิตในระดับอุตสาหกรรมใช้การสังเคราะห์ทางเคมีและให้ความสำคัญกับการควบคุมการเปลี่ยนรูปผลึก การบรรลุการกระจายขนาดอนุภาคที่ละเอียดและแคบ ซึ่งจำเป็นสำหรับการเคลือบแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแนวโน้มการเปลี่ยนไปสู่อนุภาคขนาดเล็กลง มักเกี่ยวข้องกับขั้นตอนการบดที่แม่นยำ ซึ่งเทคโนโลยีอย่างเช่น เจ็ทมิลล์ ให้การควบคุมที่ยอดเยี่ยมต่อความละเอียดและความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
1) วิธีกรด: กระบวนการนี้จะตกตะกอน γ-AlOOH จากสารละลายเกลืออะลูมิเนียมโดยใช้เบส
2) วิธีอัลคาไล: วิธีนี้ใช้กรดในการตกตะกอน γ-AlOOH จากสารละลายอะลูมิเนต
3) วิธีการคาร์บอไนเซชัน: วิธีการด่างเฉพาะที่ปล่อย CO2 ผ่านสารละลายโซเดียมอะลูมิเนต
4) วิธีการไฮโดรไลซิสอัลคอกไซด์: เกี่ยวข้องกับการไฮโดรไลซ์อะลูมิเนียมอัลคอกไซด์ในตัวทำละลาย
5) การไฮโดรไลซิสเชิงซ้อนของสารอินทรีย์: หมายถึงการสร้างสารเชิงซ้อนกับลิแกนด์อินทรีย์ก่อนการไฮโดรไลซิส
6) วิธีไฮโดรเทอร์มอล: ใช้สภาพแวดล้อมในน้ำที่มีแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงเพื่อแปลงสารตั้งต้นของอะลูมินาให้เป็นโบเอไมต์ที่มีความบริสุทธิ์สูงและตกผลึกได้ดี
โบเอไมต์ที่ใช้ในการเคลือบผลิตขึ้นโดยการสังเคราะห์ทางเคมี ซึ่งเป็นกระบวนการที่เน้นที่การเปลี่ยนแปลงผลึก
3. การประยุกต์ใช้ Boehmite ในการเคลือบตัวแยกแบตเตอรี่ลิเธียม
โบห์ไมต์ส่วนใหญ่ใช้เคลือบแผ่นแยกแบตเตอรี่ลิเธียมและแผ่นอิเล็กโทรด โบห์ไมต์เป็นสารเคลือบที่ช่วยเพิ่มความทนทานต่อความร้อน เพิ่มความแข็งแรงในการเจาะ และเพิ่มความปลอดภัยโดยรวมของแบตเตอรี่ โบห์ไมต์ช่วยลดการเกิดเสี้ยนจากกระบวนการตัด ป้องกันการลัดวงจรภายใน นอกจากนี้ โบห์ไมต์ยังมีปริมาณสารเจือปนแม่เหล็กต่ำ การดูดซึมน้ำต่ำ ความถ่วงจำเพาะต่ำ และความแข็งโมห์สต่ำ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำงานดีขึ้น อายุการใช้งานยาวนานขึ้น ผลผลิตสูงขึ้น และลดการคายประจุเอง เพื่อให้มั่นใจว่าสารเคลือบเหล่านี้จะมีความสม่ำเสมอและมีประสิทธิภาพอย่างสมบูรณ์แบบ ผงโบห์ไมต์ดิบจะต้องมีคุณภาพสูงและสม่ำเสมอเป็นพิเศษ ระบบเครื่องบดแบบเจ็ทโบห์ไมต์สมัยใหม่จึงโดดเด่นในบทบาทนี้ ออกแบบมาเพื่อผลิตผงโบห์ไมต์ที่มีความละเอียดพิเศษ กระจายตัวแคบ และมีการปนเปื้อนน้อยที่สุด ความสามารถนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสร้างช่องลิเธียมไอออนที่สม่ำเสมอบนแผ่นแยก ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความปลอดภัยของแบตเตอรี่โดยตรง
| วัสดุเคลือบผิว | ประเภทการเคลือบตัวแยก | ลักษณะเด่นของผลิตภัณฑ์หลัก | พื้นที่การใช้งานหลัก |
| เซรามิก (โบห์ไมต์, อะลูมินาละเอียดพิเศษ) | การเคลือบอนินทรีย์ | ปรับปรุงความทนทานต่อความร้อนและความแข็งแรงในการเจาะของตัวแยก เพิ่มความสามารถอัตราแบตเตอรี่และประสิทธิภาพรอบการทำงาน เพิ่มผลผลิตการผลิตเซลล์ ลดการคายประจุเองในระหว่างการใช้งานแบตเตอรี่ | แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน, แบตเตอรี่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค |
| เซรามิก + PVDF | การเคลือบไฮบริดอินทรีย์-อนินทรีย์ | ทนทานต่ออุณหภูมิสูง ลดการหดตัวเนื่องจากความร้อน เพิ่มการยึดเกาะและความแข็งแกร่งของแบตเตอรี่ ดูดซับอิเล็กโทรไลต์ได้ดีขึ้น ยืดอายุการใช้งาน | แบตเตอรี่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค |
| PVDF, อะรามิด | สารเคลือบอินทรีย์ | ปรับปรุงการยึดเกาะและความแข็งแกร่งของแบตเตอรี่ เพิ่มความทนทานต่อความร้อนและการเกิดออกซิเดชันของตัวแยก | แบตเตอรี่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค |
ข้อได้เปรียบหลักของโบเอไมต์ในเครื่องแยกแบตเตอรี่ลิเธียม ได้แก่:
1. โครงสร้างคล้ายแผ่นสร้างช่องสำหรับไอออนลิเธียมโดยไม่กระทบต่อการซึมผ่านของอากาศ
2. ปริมาณสิ่งเจือปนแม่เหล็กต่ำช่วยเพิ่มผลผลิตของเซลล์และลดการคายประจุเอง
3. มีเสถียรภาพทางเคมีและไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ทนทานต่อการกัดกร่อนของอิเล็กโทรไลต์
4. การกระจายขนาดอนุภาคที่แคบช่วยให้การเคลือบสม่ำเสมอและประสิทธิภาพสม่ำเสมอ
5. ความบริสุทธิ์สูงช่วยเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อนและสารเคมี
6. ความแข็งต่ำช่วยลดการสึกกร่อนของเครื่องจักรเคลือบผิว
7. ความถ่วงจำเพาะต่ำช่วยเพิ่มพื้นที่ครอบคลุม ลดต้นทุนและน้ำหนัก พร้อมทั้งปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงาน
4. การพัฒนาตลาดของ Boehmite
จากข้อมูลของ GGII พบว่าการบริโภคโบห์ไมต์ทั่วโลกสูงถึง 73,000 ตันในปี 2567 โดยจีนมีสัดส่วนการบริโภค 59,000 ตัน เพิ่มขึ้น 31% เมื่อเทียบเป็นรายปี แนวโน้มสำคัญของตลาด ได้แก่ การเปลี่ยนไปใช้ขนาดอนุภาคที่เล็กลง และความต้องการที่เพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากการผลิตแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้นและอัตราการซึมผ่านของสารเคลือบที่สูงขึ้น GGII คาดการณ์ว่าการใช้โบห์ไมต์สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมของจีนจะสูงถึง 74,000 ตันในปี 2568 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี (CAGR) มากกว่า 20% ตั้งแต่ปี 2567 ถึงปี 2570
Epic Powder Machinery: พันธมิตรของคุณในการแปรรูปวัสดุขั้นสูง
การผลิตวัสดุประสิทธิภาพสูงอย่างโบห์ไมต์ต้องอาศัยเทคโนโลยีการแปรรูปผงขั้นสูง เช่น เครื่องบดแบบเจ็ทมิลล์ บริษัท Epic Powder Machinery มีความเชี่ยวชาญด้านการวิจัย พัฒนา และผลิตอุปกรณ์บดและคัดแยกคุณภาพสูง ระบบเครื่องบดแบบเจ็ทมิลล์และเครื่องคัดแยกแบบลมของเราได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้มีความแม่นยำ ประสิทธิภาพ และความน่าเชื่อถือสูง จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตผงละเอียดและสม่ำเสมอ ซึ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น การเคลือบวัสดุแบตเตอรี่ลิเธียม ด้วยการร่วมมือกับ เครื่องจักรผงมหากาพย์บริษัทต่างๆ สามารถใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีขั้นสูงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพคุณภาพผลิตภัณฑ์และรักษาความได้เปรียบทางการแข่งขันในตลาดวัสดุพลังงานใหม่ที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว