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新基建下新材料行業(yè)的新機遇——氣相二氧化硅在新能源電池行業(yè)的技術(shù)應(yīng)用

HIFULL 2020-07-20 | 閱讀：1380

近年來，隨著國家大力推行環(huán)保節(jié)能，新能源汽車迎來爆發(fā)增長機遇。據(jù)相關(guān)機構(gòu)市場統(tǒng)計，早在2018年，我國新能源汽車銷量已突破100萬輛。

（我國新能源汽車行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r）

新能源汽車發(fā)展的核心推動力在于電池技術(shù)發(fā)展。膠體電池是在傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型電池，又稱“免維護蓄電池”。膠體電池因其具有充電時酸霧量少，能抑制活性物質(zhì)脫落和極板硫酸鹽化，自放電率小，大電流放電能力好，有良好的使用可靠性，功率密度大，充電接受能力強等優(yōu)勢從而成為未來蓄電池的發(fā)展方向，廣泛應(yīng)用在電動自行車、軍事、通訊等領(lǐng)域。

（膠體蓄電池）

膠體電池的核心技術(shù)是制膠工藝。在氣相法白炭黑出現(xiàn)之前，人們在研究膠體電池的過程中，使用的是“硅溶膠”，由于其比表面積小導(dǎo)致凝膠作用弱，并且雜質(zhì)含量高，經(jīng)過多次充放電后，電解質(zhì)出現(xiàn)明顯的水花分層現(xiàn)象，大大降低了電池的性能和使用的水化分層現(xiàn)場。因此，在相當(dāng)長的時間內(nèi)，膠體電池的研究工作一直處于“徘徊不前”的停滯狀態(tài)，沒有實質(zhì)性的進展。直到氣相二氧化硅這種納米材料的出現(xiàn)，阻礙膠體電池發(fā)展的最大技術(shù)瓶頸才得到改善。

氣相二氧化硅（俗稱：氣相二氧化硅）是一種白色無味的超細粉體材料，具有增稠、防結(jié)塊、控制體系流變和觸變等作用。除傳統(tǒng)的應(yīng)用外，氣相法白炭黑在膠體電池中也得到了廣泛的應(yīng)用。

（氣相二氧化硅）

氣相法白炭黑（氣相二氧化硅）在膠體電解質(zhì)中借助其“增稠”作用使體系形成穩(wěn)定的“網(wǎng)絡(luò)”，該網(wǎng)絡(luò)具有“觸變性”，能“張”能“馳”，富有“彈性”，“稠”而不“粘”，充電后變稠，放電后變稀。這種增稠觸變性極大提升了膠體在反應(yīng)過程中的性能。與此同時，氣相法白炭黑粒子的大小對其“增稠”作用影響較大，往往是粒子細則增稠作用好，粒子粗則增稠作用下降。比較面積較小的氣相法白炭黑增稠作用不明顯，形成的網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)固，會出現(xiàn)水化分層的缺陷；比表面積太大的氣相法白炭黑增稠效果過于顯著，會縮短凝膠時間，形成的膠體電解質(zhì)網(wǎng)絡(luò)過于“致密”，則不利于電解質(zhì)與氣體的擴散和遷移。因此，工業(yè)上通常使用比表面積為200㎡/g的氣相法白炭黑比較適宜。國內(nèi)主要氣相法白炭黑廠家諸如湖北匯富納米材料股份有限公司生產(chǎn)的氣相二氧化硅產(chǎn)品在膠體電池領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。

（在電鏡下氣相二氧化硅呈現(xiàn)穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）

（湖北匯富納米材料股份有限公司）

在制備膠體電解質(zhì)的過程中，還需要加入一些膠體穩(wěn)定劑，通常是一些水溶性的高分子材料，如聚乙烯醇、糊精、甘油、聚乙二醇、聚丙烯酰胺等，它們和氣相法白炭黑能夠起到“協(xié)同作用”，從而有助于改變膠體粒子的表面帶電狀態(tài)，阻止膠體聚集，延緩凝膠過快，對膠體電解質(zhì)體系起到穩(wěn)定的作用。

（匯富納米氣相二氧化硅系列產(chǎn)品）

隨著國家新能源產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，膠體電池具有很大的發(fā)展空間，蘊藏著巨大的潛力。隨著開發(fā)工作的進一步深入，技術(shù)水平的逐漸提高，生產(chǎn)工藝的日漸成熟，預(yù)計膠體電池將得到更大發(fā)展。氣相法白炭黑在膠體電池的深入應(yīng)用也將推動膠體電池的推廣和普及。