本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種車載新能源電池組。

背景技術(shù)：

隨著人們對環(huán)境保護要求的提高，新能源車輛的研究和應(yīng)用越來越受到重視，鋰離子動力汽車是新能源汽車的代表之一。而鋰離子動力汽車的關(guān)鍵技術(shù)是鋰離子電池，其設(shè)計需要考慮許多因素，一方面保證電池性能滿足汽車的需求，另一方面，保證電池具有足夠的安全性、可靠性。而軟包電池是一種由正極、負極、電解液以及包裝膜等組成的高性能電池，可以大倍率充放電，具有較長的使用壽命，所以廣泛應(yīng)用與新能源汽車領(lǐng)域。

現(xiàn)有技術(shù)的缺陷：單體電池尚不能滿足電動汽車的動力需求，電動汽車的動力是由裝有多個電池的電池箱提供，為保證鋰離子動力汽車能在各種環(huán)境下安全和正常地工作，電池箱通常需要具有防水，防震，防撞擊，散熱并能保溫的功能等諸多問題，顯然，這些功能要求之間具有矛盾性，因而給軟包電池的使用帶來安全隱患的同時也大大限制了軟包電池的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種車載新能源電池組，以解決單個電池不能滿足電動汽車的動力需求，以及軟包電池在鋰離子動力汽車運行過程中能安全和正常工作的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種車載新能源電池組，包括電池箱和放置在該電池箱內(nèi)的多個電池本體，關(guān)鍵在于：所述電池箱包括封閉式箱體，該封閉式箱體內(nèi)豎直設(shè)有空間分隔板，該空間分隔板將所述電池箱分隔為電池放置區(qū)和散熱區(qū)，所述電池放置區(qū)內(nèi)水平設(shè)有電池固定架，多個所述電池本體平行放置在該電池固定架上，所述電池放置區(qū)上方的電池箱頂板上設(shè)有風(fēng)扇，所述風(fēng)扇上設(shè)有風(fēng)扇控制器，所述電池放置區(qū)內(nèi)設(shè)有溫度檢測器，所述電池固定架上設(shè)有多個通氣孔，所述通氣孔與所述散熱區(qū)連通形成空氣循環(huán)通道，該空氣循環(huán)通道中設(shè)置有空氣冷卻裝置；

所述電池本體包括正極、復(fù)合負極和電解質(zhì)，所述正極和所述復(fù)合負極之間設(shè)置有隔膜，所述正極、復(fù)合負極和所述隔膜均浸沒在所述電解液中，所述復(fù)合負極包括電極載體，該電極載體上涂覆有納米復(fù)合材料，所述復(fù)合納米材料由納米復(fù)合材料活性物質(zhì)55-65份，乙炔黑5-10份，纖維素基聚合物粘結(jié)劑12-18份組成；

所述納米復(fù)合材料活性物質(zhì)為物質(zhì)量之比為0.5-3∶1的石墨烯/鈦酸鋰復(fù)合納米材料。

優(yōu)選的，所述納米復(fù)合材料活性物質(zhì)按照以下步驟制備而成：

步驟一、將重量比為1：1石墨烯和水溶性聚合物的混合物中加入水，攪拌得懸浮液；

步驟二、分別將鋰源溶解于水中得到溶液a、鈦源溶解于水中得到溶液b，所述鋰源和鈦源的摩爾比為1：(1～1.5)，然后依次將溶液a和溶液b加入到步驟一得到的懸浮液中，待其完全溶解后，調(diào)節(jié)ph值為3～6，然后在180℃條件下，攪拌反應(yīng)2～24小時，冷卻至室溫，收集沉淀，用水或乙醇洗滌，干燥得石墨烯/鈦酸鋰復(fù)合納米顆粒；

步驟三、將步驟二得到的石墨烯/鈦酸鋰復(fù)合納米顆粒在惰性氣體保護下，在650℃高溫下炭化1～8小時，即可獲得石墨烯/鈦酸鋰復(fù)合納米材料。

優(yōu)選的，所述鋰源為碳酸鋰、硝酸鋰、草酸鋰、氫氧化鋰或氧化鋰中的一種或多種；所述鈦源為鈦酸四異丙酯、鈦酸甲酯、異丙醇鈦、四氯化鈦或硝酸鈦中的一種或多種；水溶性聚合物是聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚丙烯腈。

優(yōu)選的，所述電極載體為沖壓金屬、泡沫狀金屬或網(wǎng)狀金屬纖維煅燒體；隔膜為高孔率聚丙烯微孔膜；所述纖維素基聚合物粘結(jié)劑選自羧甲基纖維素(cmc)，甲基纖維素，乙基纖維素，羥丙基甲基纖維素或羥丙基乙基纖維素中的一種或兩種組合。

優(yōu)選的，所述電解液包括含有環(huán)狀碳酸酯和內(nèi)酯類化合物的有機溶劑以及鋰鹽；所述有機溶劑由質(zhì)量百分含量為2～18％的環(huán)狀碳酸酯、質(zhì)量百分含量為6～48％的內(nèi)酯類化合物和質(zhì)量百分含量為34～92％的低粘度溶劑組成。

優(yōu)選的，所述環(huán)狀碳酸酯為碳酸亞乙基酯、碳酸亞丙基酯、碳酸亞乙烯基酯、碳酸亞丁基酯；所述內(nèi)酯類化合物為β-丁內(nèi)酯、γ-戊內(nèi)酯、γ-己內(nèi)酯、γ-庚內(nèi)酯或γ-辛內(nèi)酯中的一種；所述低粘度溶劑為碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二丙酯(dpc)、碳酸甲基丙基酯(mpc)、碳酸乙基丙基酯(epc)或碳酸甲基乙基酯(mec)中的一種；所述鋰鹽為lipf6、libf4、lisbf6、liasf6、liclo4或licf3so3中的一種。

優(yōu)選的，所述空氣冷卻裝置包括散熱套筒和套筒固定座，該套筒固定座位于所述空間分隔板的下方，該散熱套筒固定設(shè)置在所述電池箱的箱底和套筒固定座之間，所述套筒固定座與所述空間分隔板之間設(shè)有第一閘門，所述套筒固定座與所述封閉式箱體正對的箱壁之間分別設(shè)有第二閘門和第三閘門，所述第二閘門位于電池放置區(qū)下方，所述第三閘門位于所述散熱區(qū)下方，所述第一閘門，第二閘門和第三閘門上均設(shè)有閘門控制器。

優(yōu)選的，所述電池固定架包括水平支撐板，該水平支撐板的側(cè)邊分別與相應(yīng)的所述電池箱的內(nèi)壁和空間分隔板抵緊，多個所述電池本體放置在所述水平支撐板上，相鄰兩個所述電池本體之間設(shè)有電池隔板，所述電池隔板的下端與所述水平支撐板的上表面固定連接。

優(yōu)選的，所述散熱套筒為網(wǎng)孔材質(zhì)，該散熱套筒內(nèi)設(shè)有蛇形冷凝管，該蛇形冷凝管的兩端均穿出所述電池箱的箱壁。

優(yōu)選的，所述空間分隔板的上端與所述電池箱頂板固定連接，所述空間分隔板的下端面與所述水平支撐板同一水平面，所述空間分隔板開設(shè)有進風(fēng)口，該進風(fēng)口位于所述電池隔板的上端和所述風(fēng)扇之間。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的車載新能源電池組在結(jié)構(gòu)上將電池組設(shè)置在密閉的箱體內(nèi)可以起到隔熱、防水的作用，分區(qū)設(shè)置有電池放置區(qū)和散熱區(qū)電池放置區(qū)，可以于改善電池箱內(nèi)溫度場的分布。當(dāng)電池放置區(qū)的溫度過高，可以關(guān)閉第一閘門，并啟動風(fēng)扇及第二閘門和第三閘門，使熱空氣通過蛇形冷凝管進行換熱，從而達到降低電池箱內(nèi)的溫度，實現(xiàn)對對箱體空間內(nèi)的電池散熱的功能；電池本體提高了鋰電池高倍率放電性能；采用石墨烯/鈦酸鋰復(fù)合納米負極材料具有比鈦酸鋰高得多的電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率，從而使其具有良好的高倍率充放電性能，具有相純度高的特點，具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性；電解液中的內(nèi)酯類化合物在負電極表面上形成鈍化薄膜，防止有機溶劑的分解，并改進鋰電池的循環(huán)壽命特性，具有良好的耐久性，并且在高溫下不分解，從而防止氣體產(chǎn)生，電解液的可燃性被降低，從而改進了電池的安全性能，具有優(yōu)異的高溫貯存性能；本發(fā)明提供的車載新能源電池組，可極大提高電動汽車電池系統(tǒng)的可靠性，實用性，并可延長其使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的a-a剖視圖。

具體實施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作詳細說明。

實施例1

如圖1和圖2中所示，一種車載新能源電池組，包括電池箱1和放置在該電池箱1內(nèi)的多個電池本體2，所述電池箱1包括封閉式箱體11，該封閉式箱體11內(nèi)豎直設(shè)有空間分隔板12，該空間分隔板12將所述電池箱1分隔為電池放置區(qū)a和散熱區(qū)b，所述電池放置區(qū)a內(nèi)水平設(shè)有電池固定架3，所述電池固定架3包括水平支撐板3a，所述水平支撐板3a上開設(shè)有所述通氣孔8，該水平支撐板3a的側(cè)邊分別與相應(yīng)的所述電池箱1的內(nèi)壁和空間分隔板12抵緊，多個所述電池本體2平行放置在所述水平支撐板3a上，相鄰兩個所述電池本體2之間設(shè)有電池隔板3b，所述電池隔板3b的下端與所述水平支撐板3a的上表面固定連接，所述空間分隔板12的上端與所述電池箱1頂板固定連接，所述空間分隔板12的下端面與所述水平支撐板3a同一水平面，所述空間分隔板12開設(shè)有進風(fēng)口9，該進風(fēng)口9位于所述電池隔板3b的上端和所述風(fēng)扇7之間；所述電池放置區(qū)a上方的電池箱1頂板上設(shè)有風(fēng)扇7，所述風(fēng)扇7上設(shè)有風(fēng)扇控制器，所述電池放置區(qū)a內(nèi)設(shè)有溫度檢測器，所述電池固定架3上設(shè)有多個通氣孔8，所述通氣孔8與所述散熱區(qū)b連通形成空氣循環(huán)通道，該空氣循環(huán)通道中設(shè)置有空氣冷卻裝置4；

所述空氣冷卻裝置4包括散熱套筒4a和套筒固定座4b，該套筒固定座4b位于所述空間分隔板12的下方，該散熱套筒4a固定設(shè)置在所述電池箱1的箱底和套筒固定座4b之間，所述散熱套筒4a為網(wǎng)孔材質(zhì)，該散熱套筒4a內(nèi)設(shè)有蛇形冷凝管4c，該蛇形冷凝管4c的兩端均穿出所述電池箱1的箱壁，所述套筒固定座4b與所述空間分隔板12之間設(shè)有第一閘門5，所述套筒固定座4b與所述封閉式箱體11正對的箱壁之間分別設(shè)有第二閘門6和第三閘門7，所述第二閘門6位于電池放置區(qū)a下方，所述第三閘門7位于所述散熱區(qū)b下方，所述第一閘門5，第二閘門6和第三閘門7上均設(shè)有閘門控制器；

所述電池本體包括正極、復(fù)合負極和電解質(zhì)，所述正極和所述復(fù)合負極之間設(shè)置有高孔率聚丙烯微孔膜，所述正極、復(fù)合負極和所述高孔率聚丙烯微孔膜均浸沒在所述電解液中，所述復(fù)合負極包括沖壓金屬，該沖壓金屬上涂覆有納米復(fù)合材料，所述復(fù)合納米材料由納米復(fù)合材料活性物質(zhì)55份，乙炔黑5份，羧甲基纖維素(cmc)12份組成，所述羧甲基纖維素(cmc)的分子量250000；

所述納米復(fù)合材料活性物質(zhì)為物質(zhì)量之比為0.5∶1的石墨烯/鈦酸鋰復(fù)合納米材料。

所述電解液包括含有由質(zhì)量百分含量為18％的碳酸亞乙基酯、質(zhì)量百分含量為48％的β-丁內(nèi)酯和質(zhì)量百分含量為34％的碳酸二甲酯(dmc)組成的有機溶劑以及l(fā)ipf6。

所述納米復(fù)合材料活性物質(zhì)按照以下步驟制備而成：

步驟一、將重量比為1：1石墨烯和聚丙烯酰胺的混合物中加入水，攪拌得懸浮液；

步驟二、分別將碳酸鋰溶解于水中得到溶液a、鈦酸四異丙酯溶解于水中得到溶液b，所述碳酸鋰和鈦酸四異丙酯的摩爾比為1：1，然后依次將溶液a和溶液b加入到步驟一得到的懸浮液中，待其完全溶解后，調(diào)節(jié)ph值為3，然后在180℃條件下，攪拌反應(yīng)2小時，冷卻至室溫，收集沉淀，用水洗滌，干燥得石墨烯/鈦酸鋰復(fù)合納米顆粒；

步驟三、將步驟二得到的石墨烯/鈦酸鋰復(fù)合納米顆粒在n2保護下，在650℃高溫下炭化1小時，即可獲得石墨烯/鈦酸鋰復(fù)合納米材料。

本實施例制備的車載新能源電池組在1c倍率下比容量為150mah/g，充放電循環(huán)100次后，比容量保持率約100％，10c倍率下比容量為100mah/g，充放電循環(huán)100次后，比容量保持率約100％，50c充放電比容量達90mah/g，100c充放電比容量達75mah/g。

實施例2

如圖1和圖2中所示，一種車載新能源電池組，包括電池箱1和放置在該電池箱1內(nèi)的多個電池本體2，所述電池箱1包括封閉式箱體11，該封閉式箱體11內(nèi)豎直設(shè)有空間分隔板12，該空間分隔板12將所述電池箱1分隔為電池放置區(qū)a和散熱區(qū)b，所述電池放置區(qū)a內(nèi)水平設(shè)有電池固定架3，所述電池固定架3包括水平支撐板3a，所述水平支撐板3a上開設(shè)有所述通氣孔8，該水平支撐板3a的側(cè)邊分別與相應(yīng)的所述電池箱1的內(nèi)壁和空間分隔板12抵緊，多個所述電池本體2平行放置在所述水平支撐板3a上，相鄰兩個所述電池本體2之間設(shè)有電池隔板3b，所述電池隔板3b的下端與所述水平支撐板3a的上表面固定連接，所述空間分隔板12的上端與所述電池箱1頂板固定連接，所述空間分隔板12的下端面與所述水平支撐板3a同一水平面，所述空間分隔板12開設(shè)有進風(fēng)口9，該進風(fēng)口9位于所述電池隔板3b的上端和所述風(fēng)扇7之間；所述電池放置區(qū)a上方的電池箱1頂板上設(shè)有風(fēng)扇7，所述風(fēng)扇7上設(shè)有風(fēng)扇控制器，所述電池放置區(qū)a內(nèi)設(shè)有溫度檢測器，所述電池固定架3上設(shè)有多個通氣孔8，所述通氣孔8與所述散熱區(qū)b連通形成空氣循環(huán)通道，該空氣循環(huán)通道中設(shè)置有空氣冷卻裝置4；

所述空氣冷卻裝置4包括散熱套筒4a和套筒固定座4b，該套筒固定座4b位于所述空間分隔板12的下方，該散熱套筒4a固定設(shè)置在所述電池箱1的箱底和套筒固定座4b之間，所述散熱套筒4a為網(wǎng)孔材質(zhì)，該散熱套筒4a內(nèi)設(shè)有蛇形冷凝管4c，該蛇形冷凝管4c的兩端均穿出所述電池箱1的箱壁，所述套筒固定座4b與所述空間分隔板12之間設(shè)有第一閘門5，所述套筒固定座4b與所述封閉式箱體11正對的箱壁之間分別設(shè)有第二閘門6和第三閘門7，所述第二閘門6位于電池放置區(qū)a下方，所述第三閘門7位于所述散熱區(qū)b下方，所述第一閘門5，第二閘門6和第三閘門7上均設(shè)有閘門控制器；

所述電池本體包括正極、復(fù)合負極和電解質(zhì)，所述正極和所述復(fù)合負極之間設(shè)置有高孔率聚丙烯微孔膜，所述正極、復(fù)合負極和所述高孔率聚丙烯微孔膜均浸沒在所述電解液中，關(guān)鍵在于：所述復(fù)合負極包括泡沫狀金屬，該泡沫狀金屬上涂覆有納米復(fù)合材料，所述復(fù)合納米材料由納米復(fù)合材料活性物質(zhì)65份，乙炔黑10份，乙基纖維素18份組成，所述乙基纖維素的分子量100000；

所述納米復(fù)合材料活性物質(zhì)為物質(zhì)量之比為3∶1的石墨烯/鈦酸鋰復(fù)合納米材料。

所述電解液包括含有由質(zhì)量百分含量為2％的碳酸亞丙基酯、質(zhì)量百分含量為6％的γ-戊內(nèi)酯和質(zhì)量百分含量為92％的碳酸甲基丙基酯(mpc)組成的有機溶劑以及l(fā)ibf4。

所述納米復(fù)合材料活性物質(zhì)按照以下步驟制備而成：

步驟一、將重量比為1：1石墨烯和聚乙烯醇的混合物中加入水，攪拌得懸浮液；

步驟二、分別將草酸鋰溶解于水中得到溶液a、鈦酸甲酯溶解于水中得到溶液b，所述草酸鋰和鈦酸甲酯的摩爾比為1：1.5，然后依次將溶液a和溶液b加入到步驟一得到的懸浮液中，待其完全溶解后，調(diào)節(jié)ph值為6，然后在180℃條件下，攪拌反應(yīng)24小時，冷卻至室溫，收集沉淀，用水洗滌，干燥得石墨烯/鈦酸鋰復(fù)合納米顆粒；

步驟三、將步驟二得到的石墨烯/鈦酸鋰復(fù)合納米顆粒在n2保護下，在650℃高溫下炭化8小時，即可獲得石墨烯/鈦酸鋰復(fù)合納米材料。

本實施例制備的新能源電池在1c倍率下比容量為160mah/g，充放電循環(huán)100次后，比容量保持率約100％，10c倍率下比容量為130mah/g，充放電循環(huán)100次后，比容量保持率約100％，50c充放電比容量達100mah/g，100c充放電比容量達85mah/g。

最后需要說明，上述描述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。