一種用于電動汽車中的鋰電池模組的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動汽車領域，尤其涉及一種用于電動汽車中的鋰電池模組。
【背景技術】
[0002]隨著人們的生活水平的提高，人們對生存環境的要求也越來越高，降低汽車的有害排放物的呼聲與日倶增，環境公害是汽車行業面臨的最大挑戰。目前，國內的石油儲藏量和開采量相當有限，隨著汽車保有量的增加，石油需求越來越多，目前已經不能自給，不足部分主要通過進口來滿足，而且每年成遞增趨勢。
[0003]電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于電動汽車具有突出的環保方面的優勢，使得電動汽車的開發和研究成為各國開發綠色汽車的主流。電動汽車使用的能源是可以用于發電的一切能源。因此，使用電動汽車可以擺脫汽車隊化石燃料的依賴，改善能源結構，使能源供給多樣化。電動汽車在解決道路交通事故方面和傳統汽車相比也具有一定的優勢。
[0004]目前，電動汽車大致分為三類:混合動力、純電動和燃料電池電動汽車。混合動力電動汽車，是指由傳統的汽油機或柴油機與電動機結合提供動力的車輛，它既保留了傳統汽車的動力性能，又能在一定程度上取得節能減排的實際效果，而且這類汽車技術上已較為成熟，成本相對較為合理。燃料電池汽車是采用燃料電池提供能量。純電動汽車是完全由電動機提供動力的新型汽車，儲存電能的動力電池是純電動汽車最關鍵部件，也是成本最高的部件之一。
[0005]動力電池作為電動汽車的動力來源，是電動汽車四大關鍵技術之一，而動力電池除卻自身不能改變的儲電性能外，其組成電池包后的比能量、安全性、電氣性能及熱管理性能均決定了電動汽車整體的性能與續航能力等，在電池包設計中，電池成組技術決定了電池包的各項性能。在鋰離子動力電池的使用過程中，成組電池內部容易造成擠壓、震動、高溫甚至內短路。這就導致電池內部發熱、冒煙、著火甚至爆炸。給用戶帶來巨大的財產和人身的威脅。因此，提高電池的安全性能成了人們關注的熱點，也成為我們研究的重點。
[0006]目前，大容量的鋰離子動力電池在出現擠壓、內短路、過充、過放等時會產生大量的熱量，導致電芯發生膨脹，著火，爆炸。如今，提高電池安全性的主要措施設置保護電壓，增加電解液添加劑，提高隔膜的熱收縮溫度等，但這只能一定程度降低電池的爆炸性能。

【發明內容】

[0007]本發明所要解決的技術問題在于如何克服現有的鋰離子動力電池安全性差、鋰電池容量低、衰減快等的缺陷。
[0008]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用于電動汽車中的鋰電池模組，包括鋰電池殼體、鋰電池組件和斷路器，所述鋰電池組件和斷路器設置在鋰電池殼體內，所述鋰電池組件由層疊狀布置的多個單層鋰電池組組成，所述多個單層鋰電池組由上到下依次串聯連接，所述斷路器串聯設置在相鄰的單層鋰電池組之間，所述單層鋰電池組由多個鋰電池串聯組成，所述鋰電池包括正極片、負極片、隔膜和有機電解液，所述隔膜設置在正極片和負極片之間，所述隔膜由無紡布基層和貼附在無紡布基層上、下表面的聚丙烯薄膜層組成，所述負極片包括集流體和形成于集流體表面上的負極材料，所述負極材料為包覆有碳層的氧化鐵與摻氮石墨烯的復合材料。
[0009]進一步地，所述負極材料中的碳層為厚度為10-30nm的無定型碳。
[0010]進一步地，所述無紡布基層包括質量比分別為20-25%的納米陶瓷粉、5-10%的聚乙烯和5-10%的添加劑。
[0011]進一步地，所述納米陶瓷粉由氧化鈦、氧化鋅和氧化鈷組成，所述氧化鈦、氧化鋅和氧化鈷的粒徑分別為30_80nm、10_50nm和5_30nm。
[0012]進一步地，所述斷路器為微型斷路器，所述微型斷路器包括電磁鐵、電流互感器和觸頭連桿機構，所述電磁鐵包括動鐵芯和圍繞在動鐵芯上的電磁線圈，所述電磁鐵線圈與所述電流傳感器相連，所述觸頭連桿機構包括動觸頭、靜觸頭和脫扣機構，所述動觸頭在動鐵芯的驅動下脫離靜觸頭，所述脫扣機構完成脫扣。
[0013]進一步地，所述負極材料的制備方法包括以下步驟:
[0014]S1、將石墨烯置入石英管中并通入氮源氣氛，利用等離子體增強化學氣相沉積法制備得到摻氮石墨烯；
[0015]S2、將摻氮石墨烯溶解在溶劑中，并在其中加入二茂鐵，制備得到摻氮石墨烯/ 二茂鐵的混合物；
[0016]S3、將摻氮石墨烯/ 二茂鐵的混合物置入馬弗爐中進行高溫處理后；
[0017]S4、將步驟S3中的產物置入管式爐中進行淬火處理，制備得到負極材料。
[0018]進一步地，步驟S2中的溶劑選自無水乙醇、聚乙稀卩比略燒酮、聚二稀丙基二甲基氯化銨和N-甲基吡咯烷酮中的一種。
[0019]進一步地，所述步驟S3中的溫度為800-1200°C，處理時間為4_12小時。
[0020]進一步地，所述步驟S3中的溫度為400-850°C，處理時間為2_8小時。
[0021]本發明的用于電動汽車中的鋰電池模組，具有如下有益效果:
[0022]1、本方案結構簡單，安全性高，具有自動堵漏保護功能，在不影響單包鋰電池的化學性能的情況下，解決了鋰電池內部短路以及降低鋰電池內部熱量和電池形變的問題。
[0023]2、延長鋰電池本體的使用壽命、使用成本低。
[0024]3、本發明利用二茂鐵制備得到有碳包覆層的氧化鐵，并進一步制備得到的負極材料，使得鋰電池容量有極大提高，穩定性極好，且制備工藝非常簡單、成本很低，且可以實現大規模生產。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它附圖。
[0026]圖1本發明中的負極材料的制備方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0028]實施例一:
[0029]本發明提供了一種用于電動汽車中的鋰電池模組，包括鋰電池殼體、鋰電池組件和斷路器，所述鋰電池組件和斷路器設置在鋰電池殼體內，所述鋰電池組件由層疊狀布置的多個單層鋰電池組組成，所述多個單層鋰電池組由上到下依次串聯連接，所述斷路器串聯設置在相鄰的單層鋰電池組之間，所述單層鋰電池組由多個鋰電池串聯組成，所述鋰電池包括正極片、負極片、隔膜和有機電解液，所述隔膜設置在正極片和負極片之間，所述隔膜由無紡布基層和貼附在無紡布基層上、下表面的聚丙烯薄膜層組成，所述負極片包括集流體和形成于集流體表面上的負極材料，所述負極材料為包覆有碳層的氧化鐵與摻氮石墨烯的復合材料。
[0030]所述負極材料中的碳層為厚度為1nm的無定型碳，所述無紡布基層包括質量比分別為20%的納米陶瓷粉、5%的聚乙烯和5%的添加劑，所述納米陶瓷粉由氧化鈦、氧化鋅和氧化鈷組成，所述氧化鈦、氧化鋅和氧化鈷的粒徑分別為30nm、10nm和5nm。
[0031]所述斷路器為微型斷路器，所述微型斷路器包括電磁鐵、電流互感器和觸頭連桿機構，所述電磁鐵包括動鐵芯和圍繞在動鐵芯上的電磁線圈，所述電磁鐵線圈與所述電流傳感器相連，所述觸頭連桿機構包括動觸頭、靜觸頭和脫扣機構，所述動觸頭在動鐵芯的驅動下脫離靜觸頭，所述脫扣機構完成脫扣。
[0032]其中，所述負極材料的制備方法包括以下步驟:
[0033]S1、將石墨烯置入石英管中并通入氮源氣氛，利用等離子體增強化學氣相沉積法制備得到摻氮石墨烯；
[0034]S2、將摻氮石墨烯溶解在無水乙醇中，并在其中加入二茂鐵，制備得到摻氮石墨烯/ 一■茂鐵的混合物；
[0035]S3、將摻氮石墨烯/ 二茂鐵的混合物置入馬弗爐中在800°C下處理12小時；
[0036]S4、將步驟S3中的產物置入管式爐中在400 V下淬火處理8小時，制備得到負極材料。
[0037]實施例二:
[0038]本發明提供了一種用于電動汽車中的鋰電池模組，包括鋰