埃尔派知识课堂：快速了解黏土矿物在电池领域中的应用

黏土矿物是一类含水硅酸盐矿物，主要含铝、镁等元素，基于其晶体结构、微观形态和物化特性，黏土矿物可用于制备电池材料，改善电池性能。

在锂硫电池正极材料中的应用

黏土矿物在电池正极材料中主要用于锂硫电池的复合正极材料。

黏土矿物中的海泡石吸附性强且廉价，海泡石的添加有效抑制了多硫化物的溶解，提高了电化学性能的稳定性。

坡缕缟石具有和海泡石相似的晶体结构，利用坡缕缟石作为硫基体或正极添加剂可以明显提高锂电池的储能能力。

在锂离子电池负极材料中的应用

以黏土矿物作为硅源制备硅负极材料的成本较低，尤其是将电极材料制成纳米尺寸时，能够有效缓解硅材料的体积效应，蒙脱石制备的二维纳米硅作为锂离子电池负极时电化学性能最佳。

将黏土矿物与其他材料复合作为电极也是近年来的研究趋势，有研究者利用坡缕缟石制备气凝胶负极材料。与单纯的坡缕缟石气凝胶负极材料相比，银纳米粒子具有高导电性并能抑制坡缕缟石的体积膨胀。

在锂/锂离子电池电解质中的应用

黏土矿物可作为陶瓷填料改善固态电解质的性能。

海泡石和坡缕缟石可提高电解质的机械强度，加入经过有机改性处理的海泡石和坡缕缟石后，电解质的离子迁移数、电化学性能稳定性等均得到显著提高。

坡缕缟石的纳米棒状形态在电解质中形成三维网状结构，可有效抑制锂枝晶的形成，提高电解质的电化学稳定性。聚合物基体和纳米纤维之间、以及纳米纤维之间的相互作用可大幅度提高固态电解质的机械强度。

坡缕缟石纳米通道的存在为Li+提供了连续的传输通道，从而提高了离子迁移数。

在电池其他方面的应用

黏土矿物可应用于电池制造废水的净化处理过程。

高岭石、膨胀石墨、石蜡三元复合材料可使石蜡导热系数提高20倍以上，显著减少石蜡在熔融过程中的泄漏，使相变材料能够更加满足电池热管理的要求。