一种用于电动汽车中的锂电池模组的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种用于电动汽车中的锂电池模组。
【背景技术】
[0002]随着人们的生活水平的提高，人们对生存环境的要求也越来越高，降低汽车的有害排放物的呼声与日倶增，环境公害是汽车行业面临的最大挑战。目前，国内的石油储藏量和开采量相当有限，随着汽车保有量的增加，石油需求越来越多，目前已经不能自给，不足部分主要通过进口来满足，而且每年成递增趋势。
[0003]电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于电动汽车具有突出的环保方面的优势，使得电动汽车的开发和研究成为各国开发绿色汽车的主流。电动汽车使用的能源是可以用于发电的一切能源。因此，使用电动汽车可以摆脱汽车队化石燃料的依赖，改善能源结构，使能源供给多样化。电动汽车在解决道路交通事故方面和传统汽车相比也具有一定的优势。
[0004]目前，电动汽车大致分为三类:混合动力、纯电动和燃料电池电动汽车。混合动力电动汽车，是指由传统的汽油机或柴油机与电动机结合提供动力的车辆，它既保留了传统汽车的动力性能，又能在一定程度上取得节能减排的实际效果，而且这类汽车技术上已较为成熟，成本相对较为合理。燃料电池汽车是采用燃料电池提供能量。纯电动汽车是完全由电动机提供动力的新型汽车，储存电能的动力电池是纯电动汽车最关键部件，也是成本最高的部件之一。
[0005]动力电池作为电动汽车的动力来源，是电动汽车四大关键技术之一，而动力电池除却自身不能改变的储电性能外，其组成电池包后的比能量、安全性、电气性能及热管理性能均决定了电动汽车整体的性能与续航能力等，在电池包设计中，电池成组技术决定了电池包的各项性能。在锂离子动力电池的使用过程中，成组电池内部容易造成挤压、震动、高温甚至内短路。这就导致电池内部发热、冒烟、着火甚至爆炸。给用户带来巨大的财产和人身的威胁。因此，提高电池的安全性能成了人们关注的热点，也成为我们研究的重点。
[0006]目前，大容量的锂离子动力电池在出现挤压、内短路、过充、过放等时会产生大量的热量，导致电芯发生膨胀，着火，爆炸。如今，提高电池安全性的主要措施设置保护电压，增加电解液添加剂，提高隔膜的热收缩温度等，但这只能一定程度降低电池的爆炸性能。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题在于如何克服现有的锂离子动力电池安全性差、锂电池容量低、衰减快等的缺陷。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于电动汽车中的锂电池模组，包括锂电池壳体、锂电池组件和断路器，所述锂电池组件和断路器设置在锂电池壳体内，所述锂电池组件由层叠状布置的多个单层锂电池组组成，所述多个单层锂电池组由上到下依次串联连接，所述断路器串联设置在相邻的单层锂电池组之间，所述单层锂电池组由多个锂电池串联组成，所述锂电池包括正极片、负极片、隔膜和有机电解液，所述隔膜设置在正极片和负极片之间，所述隔膜由无纺布基层和贴附在无纺布基层上、下表面的聚丙烯薄膜层组成，所述负极片包括集流体和形成于集流体表面上的负极材料，所述负极材料为包覆有碳层的氧化铁与掺氮石墨烯的复合材料。
[0009]进一步地，所述负极材料中的碳层为厚度为10-30nm的无定型碳。
[0010]进一步地，所述无纺布基层包括质量比分别为20-25%的纳米陶瓷粉、5-10%的聚乙烯和5-10%的添加剂。
[0011]进一步地，所述纳米陶瓷粉由氧化钛、氧化锌和氧化钴组成，所述氧化钛、氧化锌和氧化钴的粒径分别为30_80nm、10_50nm和5_30nm。
[0012]进一步地，所述断路器为微型断路器，所述微型断路器包括电磁铁、电流互感器和触头连杆机构，所述电磁铁包括动铁芯和围绕在动铁芯上的电磁线圈，所述电磁铁线圈与所述电流传感器相连，所述触头连杆机构包括动触头、静触头和脱扣机构，所述动触头在动铁芯的驱动下脱离静触头，所述脱扣机构完成脱扣。
[0013]进一步地，所述负极材料的制备方法包括以下步骤:
[0014]S1、将石墨烯置入石英管中并通入氮源气氛，利用等离子体增强化学气相沉积法制备得到掺氮石墨烯；
[0015]S2、将掺氮石墨烯溶解在溶剂中，并在其中加入二茂铁，制备得到掺氮石墨烯/ 二茂铁的混合物；
[0016]S3、将掺氮石墨烯/ 二茂铁的混合物置入马弗炉中进行高温处理后；
[0017]S4、将步骤S3中的产物置入管式炉中进行淬火处理，制备得到负极材料。
[0018]进一步地，步骤S2中的溶剂选自无水乙醇、聚乙稀卩比略烧酮、聚二稀丙基二甲基氯化铵和N-甲基吡咯烷酮中的一种。
[0019]进一步地，所述步骤S3中的温度为800-1200°C，处理时间为4_12小时。
[0020]进一步地，所述步骤S3中的温度为400-850°C，处理时间为2_8小时。
[0021]本发明的用于电动汽车中的锂电池模组，具有如下有益效果:
[0022]1、本方案结构简单，安全性高，具有自动堵漏保护功能，在不影响单包锂电池的化学性能的情况下，解决了锂电池内部短路以及降低锂电池内部热量和电池形变的问题。
[0023]2、延长锂电池本体的使用寿命、使用成本低。
[0024]3、本发明利用二茂铁制备得到有碳包覆层的氧化铁，并进一步制备得到的负极材料，使得锂电池容量有极大提高，稳定性极好，且制备工艺非常简单、成本很低，且可以实现大规模生产。
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0026]图1本发明中的负极材料的制备方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]实施例一:
[0029]本发明提供了一种用于电动汽车中的锂电池模组，包括锂电池壳体、锂电池组件和断路器，所述锂电池组件和断路器设置在锂电池壳体内，所述锂电池组件由层叠状布置的多个单层锂电池组组成，所述多个单层锂电池组由上到下依次串联连接，所述断路器串联设置在相邻的单层锂电池组之间，所述单层锂电池组由多个锂电池串联组成，所述锂电池包括正极片、负极片、隔膜和有机电解液，所述隔膜设置在正极片和负极片之间，所述隔膜由无纺布基层和贴附在无纺布基层上、下表面的聚丙烯薄膜层组成，所述负极片包括集流体和形成于集流体表面上的负极材料，所述负极材料为包覆有碳层的氧化铁与掺氮石墨烯的复合材料。
[0030]所述负极材料中的碳层为厚度为1nm的无定型碳，所述无纺布基层包括质量比分别为20%的纳米陶瓷粉、5%的聚乙烯和5%的添加剂，所述纳米陶瓷粉由氧化钛、氧化锌和氧化钴组成，所述氧化钛、氧化锌和氧化钴的粒径分别为30nm、10nm和5nm。
[0031]所述断路器为微型断路器，所述微型断路器包括电磁铁、电流互感器和触头连杆机构，所述电磁铁包括动铁芯和围绕在动铁芯上的电磁线圈，所述电磁铁线圈与所述电流传感器相连，所述触头连杆机构包括动触头、静触头和脱扣机构，所述动触头在动铁芯的驱动下脱离静触头，所述脱扣机构完成脱扣。
[0032]其中，所述负极材料的制备方法包括以下步骤:
[0033]S1、将石墨烯置入石英管中并通入氮源气氛，利用等离子体增强化学气相沉积法制备得到掺氮石墨烯；
[0034]S2、将掺氮石墨烯溶解在无水乙醇中，并在其中加入二茂铁，制备得到掺氮石墨烯/ 一■茂铁的混合物；
[0035]S3、将掺氮石墨烯/ 二茂铁的混合物置入马弗炉中在800°C下处理12小时；
[0036]S4、将步骤S3中的产物置入管式炉中在400 V下淬火处理8小时，制备得到负极材料。
[0037]实施例二:
[0038]本发明提供了一种用于电动汽车中的锂电池模组，包括锂