[发明专利]锂离子动力电池隔离膜及其制备方法和锂离子动力电池

说明书

技术领域    

     本发明涉及一种锂离子动力电池隔离膜及其制备方法，以及含有这种锂离子动力电池隔离膜的锂离子动力电池。

背景技术

     动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。用动力电池作为能源的汽车又被称为新能源汽车，新能源汽车因其节能和环保的特性被看好，但是其产业化面临最大问题是居高不下的销售价格。从国外混合动力汽车看，同类型的混合动力汽车和燃油型汽车之间的差价达到8-10万元人民币，而国内纯电动车型与同类型的燃油车的差价更是高达20多万。虽然新能源汽车后期的运营和维护成本低廉可以逐步填平一次购置的差价，但是高额购置价格无疑成为阻碍新能源汽车产业化的重要障碍。

新能源汽车价格之高源于动力锂电池，新能源汽车主要由电池驱动系统、电机系统和电控系统及组装等部分组成。其中电机、电控及组装和传统汽车基本相同，差价的原因在于电池驱动系统。从新能源汽车的成本构成看，电池驱动系统占据了新能源汽车成本的30-45%，而动力锂电池又占据电池驱动系统约75-85%的成本构成。

目前市场上已经商业化的动力锂电池主要包括磷酸铁锂电池、锰酸锂电池和三元材料电池等，我国市场以磷酸铁锂为主，日韩大多选择锰酸锂和三元材料的混合电池体系。目前国内的磷酸铁锂电池售价约在3-4元/Wh，锰酸锂和三元材料电池约在4-5元/Wh。考虑不同类型新能源汽车的电池容量，插电式混合动力汽车的电池容量是10-16KWh，纯电动汽车的电池容量24-60KWh，纯电动大巴的电池容量一般是200-400Kwh，对应电池售价在3-5万元、7-18万元和60-120万元水平，如此高昂的电池价格是新能源汽车价格居高不下的主要原因。

降低电池成本，一直都是产业内重要的解决方向。正极材料、负极材料、电池隔膜、电解液是锂电池最重要的四项原材料，其中，正极材料、负极材料和电解液，已经完全实现了国产化，其价格成本已得到有效控制，但是，锂电池隔膜由于投资风险大、技术门槛高，一直未能实现国内大规模生产，成为制约我国锂电池行业发展的瓶颈，特别是在对安全性、一致性要求更高的动力锂离子电池领域，更是我国从锂电池生产大国到锂电池生产强国难以逾越的障碍。

电池隔膜是锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，占了锂电池成本的30-50%。如何在保证锂电池安全性的情况下，尽可能地降低电池隔膜成本，是当前动力电池行业迫切需要解决的问题。目前，电池隔膜是在多孔质的高分子膜的一面或两面涂上涂布浆料而成的，涂布浆料的成本决定了电池隔膜的成本。

为了解决这个问题，中国专利文献CN102751483A公开了一种锂离子动力电池隔离膜及其制备方法，该文献中的电池隔离膜中使用了40?50%沉淀法硫酸钡（w/w）和1?5%三氧化二铝（w/w）的涂布浆料，由于沉淀法硫酸钡的成本较低，所以，可以大大地降低电池隔离膜的成本，从而降低了动力锂电池的成本。但是，这种电池隔离膜，虽然具有一定的价格优势，但是其在安全性方面还存在一定隐患。这是因为，该文献中的涂布浆料含有三氧化二铝，而三氧化二铝在做成电池后，会与锂电池正极片中的磷酸铁锂发生化学反应，生成铝酸三锂（Li₃AlO₃）,而铝酸三锂是尖晶石结构，在电池使用的过程中，容易刺破隔离膜，造成锂电池的正、负极短路，轻则使锂电池缩短使用寿命，重则造成锂电池发热而产生电池爆炸。

发明内容   

     为了克服上述问题，本发明向社会提供一种不仅成本低廉，而且安全性能好的锂离子动力电池隔离膜。

本发明第二个目的是提供一种所述锂离子动力电池隔离膜的制备方法。

本发明第三个目的是提供一种用锂离子动力电池。

相对于第一个发明目的，本发明的技术方案是：提供一种锂离子动力电池隔离膜，包括微孔基膜，在所述微孔基膜的至少一面涂布有涂布浆料层，所述涂布浆料层包括重量百分比的如下组份，

化工连接料                              10-25%；

增稠剂                                     1-3%；

研磨浆料                                    25-55%；

消泡剂                           0.1-0.3%；

润湿剂                                0.1-0.3%；