CN111509323A - 一种新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法 - Google Patents

一种新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111509323A
CN111509323A CN201910118961.5A CN201910118961A CN111509323A CN 111509323 A CN111509323 A CN 111509323A CN 201910118961 A CN201910118961 A CN 201910118961A CN 111509323 A CN111509323 A CN 111509323A
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene
power battery
lithium ion
thermal management
new energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910118961.5A
Other languages
English (en)
Inventor
雷达
孟根其其格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201910118961.5A priority Critical patent/CN111509323A/zh
Publication of CN111509323A publication Critical patent/CN111509323A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6563—Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6571—Resistive heaters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其中所述动力电池包由具有电加热功能的石墨烯锂离子电池组成，所述石墨烯锂离子电池的结构如下：锂离子电池本体、紧贴于所述锂离子电池本体外侧表面上的绝缘层、插置于所述锂离子电池本体与所述绝缘层之间的热传感器、设置于所述绝缘层外表面上的一双轴对称平行金属箔电极、以及涂覆于所述绝缘层与所述金属箔电极外表面上的石墨烯电加热层。根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，加热速度快、热转换效率高、节能环保、容易控制，而且兼备电加热功能和散热功能，因此，在新能源汽车动力电池热管理方面具有非常大的应用前景。

Description

一种新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法
技术领域
本发明涉及电池热管理技术领域，特别是涉及一种新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法。
背景技术
近几年来能源危机和环境恶化已成为制约全球发展的重要因素，清洁能源的开发和利用是解决能源危机及改善环境的有力手段。
锂离子动力电池因其优异的功率输出特性和长寿命等优点，目前在新能源电动汽车上得到良好的应用。锂离子动力电池作为新能源电动汽车的关键部件，其性能优劣直接影响到电动汽车的性能。而锂离子动力电池的性能对温度变化较敏感，如果电动汽车电池组在高温下得不到及时通风散热或者在寒冷的冬天温度过低时动力电池的性能会下降，无论是在放电能力上，还是在电池容量上都会有所下降，甚至不能使用或导致不安全隐患。锂离子电池的一般工作温度范围为-20℃到55℃，而且在过低温下不允许充电，因为在环境温度过低时锂离子容易在负极沉积，变成死锂，电池能发挥的容量显著下降，降低电池的使用寿命，并且在不断使用的过程中，这些沉积锂越长越大，甚至可能引发内部短路，造成安全隐患。因此，需要对动力电池组进行热管理，以保证电池包能正常工作。
目前，新能源汽车动力电池的热管理系统主要有两种类型，一种是气体循环式热管理系统，另一种是液体循环式热管理系统。其中，气体循环式热管理系统在温度过低环境下通过车辆的空调系统送入热风以加热电池，或者在温度过高时经过风扇进行电池散热；而液体循环式热管理系统通过在电池包内填充循环液，当电池包温度过低时，通过热循环液在电池包内外的循环流动给电池包加热，当电池包温度过高时，通过冷循环液在电池包内外的循环流通给电池包进行降温。但，现有技术中的这些方法还存在着以下问题：气体循环式热管理系统能耗大，加热速度慢，加热效率不高；液体循环式热管理系统结构复杂、增加车体重量并且在使用过程中容易漏液、维修麻烦等问题。
石墨烯是一种超轻、超薄、超强和超大比表面积的准二维材料，面密度约0.77mg/m2，单层石墨烯的厚度约0.34nm，石墨烯的韧性极好，弹性模量为1.0TPa，微观强度可达30GPa，是传统钢材的100多倍，理论比表面积为2630m2/g，而且具有非常高的导电、导热性能，如电阻率为2×10-6Ω.cm，电子迁移率可达2×105cm2/V.S，在室温下水平热导率约为5×103W/m.K，同时，石墨烯具有高的热稳定性、化学稳定性以及优异的黑体热辐射性能。因此，石墨烯在力学、电子学、光学、热学、防腐以及新能源等各领域中都拥有了广泛的应用前景，尤其在散热和电发热等热工材料方面吸引了人们的广泛关注。
据报道，石墨烯电加热层，在一定电压下热转换效率高，加热速度快，加热面积大，加热均匀，容易控制，轻便等特点，因此在保健护理，采暖等低温发热产品中已经开始应用。另外，石墨烯散热膜还能够有效地降低LED、电脑CPU、显卡或其它电器设备的电路与芯片工作温度，延长其使用寿命。但是，石墨烯在电池热管理方面的应用报道较少见。
发明内容
本发明目的在于，针对现有技术中所存在的问题，公开一种不仅在温度过低情况下对动力电池包中的每一根锂离子电池进行迅速加热，而且在温度过高而需要散热时候也能提高电池散热效率的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法。该方法利用石墨烯电加热薄膜材料对于动力电池包中的锂离子电池进行功能化，提供一种加热速度快、加热均匀、热转换效率高、节能环保、容易控制、成本低兼的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，因此在新能源电动汽车的动力电池热管理方面具有巨大的开发市场和应用前景。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，包括：动力电池包、套在动力电池包外面的可拆卸保温套，其特征在于，所述动力电池包由具有电加热功能的石墨烯锂离子电池组成，所述石墨烯锂离子电池之间具有一定的缝隙，而且所述石墨烯锂离子电池具备如下结构：锂离子电池本体、紧贴于所述锂离子电池本体外侧表面上的绝缘层、插置于所述锂离子电池本体与所述绝缘层之间的热传感器、设置于所述绝缘层外表面上的一双轴对称平行金属箔电极、以及涂覆于所述绝缘层与所述金属箔电极外表面上的石墨烯电加热层，所述一双轴对称平行金属箔电极的一端分别在所述锂离子电池的两端环绕一圈或与所述锂离子电池的轴线平行地延伸到另一端为止，另一端分别伸出于所述锂离子电池两端。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，还包括：驱动电池、配电箱、逆变器、电池热管理器、散热风扇和所述动力电池，其特征在于，在所述动力电池包中的所述石墨烯电加热层，经所述金属箔电极相互电并联，并且与所述配电箱电连接；所述石墨烯电加热层各自都设置有温度控制开关，而且该温度控制开关在所述锂离子电池的温度达到55℃时能够自动断开；所述配电箱，能够与所述动力电池包、所述驱动电池、所述逆变器、外接电源以及所述散热风扇电连接；所述电池热管理器，与所述热传感器和所述配电箱电连接，而且能够通过所述配电箱对所述动力电池包中的所述石墨烯电加热层和所述散热风扇进行电压控制或电源切换。
另外，根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于，所述具有电加热功能的石墨烯锂离子电池由以下步骤来制备：
(1)在有机溶剂中配制浓度为5～30mg/ml的PVP与PVB混合溶液，加入十二烷基苯磺酸钠，使得其浓度达到2～4mg/ml，并且加入偶联剂和石墨烯或蠕虫膨胀石墨粉超声1～5h得到浓度为1～20mg/ml的石墨烯浆料，然后，再加入填加剂搅拌0.5～1h，获得均匀分散的石墨烯涂料；
(2)采用金属箔胶带，在紧贴于所述锂离子电池本体侧面的绝缘层外表面上以粘贴方式布置好所述金属箔电极；
(3)采用上述步骤(1)中制备的所述石墨烯涂料，在所述绝缘层外表面和已布置好的所述金属箔电极外表面上形成一层石墨烯电加热层，晾干之后，即可得到所述具有电加热功能的石墨烯锂离子电池。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述有机溶剂是乙醇、异丙醇、乙二醇、丙酮、甲乙酮、环乙酮、甲醇、丁醇、正丙醇、氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇乙醚、甲醚、丙醚之中的任意一种或几种。
根据本发明的新能源汽车动力电池，其特征在于：在所述石墨烯涂料中，所述PVP与PVB的质量比为1∶0.01～10。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述填加剂为导电炭黑、碳纳米管、碳纤维中的任意一种或几种。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述填加剂与石墨烯的重量比为0.1～2∶10。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、马来酸酐接枝相容剂中的任意一种或几种。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述偶联剂与石墨烯的重量比为0.01～0.05∶1。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述绝缘层为紧贴在锂离子电池外表面上绝缘用的常规塑料膜或利用喷涂法制备的PI、PIA、PVB绝缘层中的任意一种或几种。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述金属箔电极是由银、铜、铝中的任意一种或几种组成的。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述平行金属箔电极厚度为0.05～0.3mm，宽度为0.5～2cm。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述石墨烯电加热层的厚度为1～50μm，电阻为6～300Ω。
本发明的技术效果
根据本发明的技术方案，能够提供一种散热效率高而且还具备电加热功能的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法。该新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，在夏天或温度过高的环境下使用时，能够关闭加热系统，卸下所述保温套和驱动电池，而且，由于在所述石墨烯锂离子电池外表面上的石墨烯薄膜层的热辐射作用，能够大幅度提高所述动力电池包的散热效率。尤其在动力电池包中的所述石墨烯锂离子电池温度高于55℃时，经过所述电池热管理器的控制，开通所述散热风扇，对电池包进行对流散热，以保持动力电池的正常工作；而在冬季或温度过低的环境下使用时，可以关闭散热风扇，套上所述保温套，安装所述驱动电池，并且当所述动力电池包中的石墨烯锂离子电池温度低于0℃时，经过所述电池热管理器的控制，开通所述温度控制开关，对每一根石墨烯锂离子电池进行加热，刚开始加热时可以利用所述驱动电池或外接电源来加热，达到所述动力电池包正常工作温度范围之后，可以切换到所述动力电池包自身来加热，而且所述锂离子电池温度高于55℃时，能够关闭所述温度控制开关，停止对该电池的加热，当所述锂离子电池温度低于0℃时，还能够反复地对该电池进行加热。因此，根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，具有轻便、结构简单、节能环保、加热速度快、加热均匀、热转换效率高、使用寿命长、管理简便、成本兼低等特点，而且解决了新能源电动汽车电池热管理系统中存在的瓶颈问题。
附图说明
图1为本发明所提供的具有电加热功能的石墨烯锂离子电池基本结构示意图。
图2为本发明所提供的石墨烯锂离子电池的石墨烯电加热层表面扫描电子显微镜图。
图3为本发明所提供的动力电池包中的石墨烯电加热层的并联电路示意图。
图中：1-锂离子电池本体，2-热传感器，3-绝缘层，4A-金属箔电极A，4B-金属箔电极B，5-石墨烯电加热层。
具体实施方式
下面对本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法进行详细说明。
首先，参照附图对本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法的主要结构及工作原理进行详细说明。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，包括：动力电池包、套在动力电池包外面的可拆卸保温套，其中，所述动力电池包由具有电加热功能的石墨烯锂离子电池组成，所述石墨烯锂离子电池之间具有一定的缝隙。
图1是表示本发明所提供的具有电加热功能的石墨烯锂离子电池的基本结构示意图。如图1所示，上述石墨烯锂离子电池具备如下结构：锂离子电池本体1、紧贴于所述锂离子电池本体1外侧表面上的绝缘层3、插置于所述锂离子电池本体1与所述绝缘层3之间的热传感器2、设置于所述绝缘层3外表面上的一双轴对称平行金属箔电极4A和4B、以及涂覆于所述绝缘层3与所述金属箔电极4A和4B外表面上的石墨烯电加热层5。所述一双轴对称平行金属箔电极4A和4B的一端分别在所述锂离子电池的两端环绕一圈或与所述锂离子电池的轴线平行地延伸到另一端为止，另一端分别伸出于所述锂离子电池两端。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，还包括：驱动电池、配电箱、逆变器、电池热管理器、散热风扇和所述动力电池。
图2为本发明所提供的石墨烯锂离子电池的石墨烯电加热层表面扫描电子显微镜图。从图2中可以看出，石墨烯纳米片在锂离子电池的外侧表面上形成一层较均匀分布的导电网格结构，该石墨烯导电网格结构，在外接电压的作用下，能够产生一定的面电流而形成一种均匀面发热的热源，其发热速度极快，电热转换效率高，非常适合对每一根电池进行独立地加热。例如：在寒冷的冬天或电池需要加热时，我们安装电池包保温套，通过所述配电箱提供48V以内的安全直流电压就能够达到对每个电池进行迅速加热的效果。而在高温环境下需要对动力电池进行降温时，拆卸电池保温套，断开石墨烯电加热层的电连接，此时，由于石墨烯散热层的优异的导热性能和与空气之间的热辐射效应，能够大大提高动力电池的散热效率，迅速地降低动力电池的温度，从而保证动力电池的正常工作。
图3为本发明所提供的动力电池包中的石墨烯电加热层的并联电路图。如图3所示，在所述动力电池包中的所述石墨烯电加热层5(对应图3中表示的发热电阻R)，经所述金属箔电极相互电并联，并且最终通过上述动力电池包的A和B端与所述配电箱电连接。
所述石墨烯电加热层各自都设置有温度控制开关K，而且该温度控制开关K在所述锂离子电池的温度达到55℃时能够自动断开，而55℃以下时自动开通。
上述配电箱，能够与所述动力电池包、所述驱动电池、所述逆变器、外接电源以及所述散热风扇电连接。
所述电池热管理器，与所述热传感器2和所述配电箱电连接，而且能够通过所述配电箱对所述动力电池包中的所述石墨烯电加热层和所述散热风扇进行电压控制或电源切换。譬如：在寒冷的冬天，当所述动力电池或环境温度低于0℃时，经所述电池热管理器的控制，关闭所述散热风扇，由配电箱对所述石墨烯电加热层提供一定的直流电压，对每一根电池进行加热而将每根电池的温度提高到35℃左右的理想工作温度，刚开始加热时可以利用所述驱动电池或外接电源来预加热，达到所述动力电池包正常工作温度范围之后，可以切换到所述动力电池包自身来加热。而且所述锂离子电池温度高于55℃时，能够关闭所述温度控制开关K，停止对该电池的加热，以避免温度过高而导致不安全因素。当所述锂离子电池温度再回到低于0℃时，还能够反复地对该电池进行加热。而在夏天或高温环境下工作时，拆下所述动力电池包的所述保温套，关闭所述石墨烯电加热层的电源，开通所述散热风扇，对上述动力电池包进行降温。
根据本发明的新能源汽车动力电池的石墨烯热管理方法，对动力电池进行充电时可以直接利用外接电源给它进行加热和充电。而在野外或动态情况下对动力电池包需要进行加热时，经所述电池热管理器的控制，能够实现先用驱动电源来对动力电池包进行预加热，达到动力电池的正常工作温区之后，再利用动力电池包自身的电力来进行加热。
另外，根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其上述具有电加热功能的石墨烯锂离子电池由以下步骤来制备：
(1)在有机溶剂中配制浓度为5～30mg/ml的PVP与PVB混合溶液，加入十二烷基苯磺酸钠，使得其浓度达到2～4mg/ml，并且加入偶联剂和石墨烯或蠕虫膨胀石墨粉超声1～5h得到浓度为1～20mg/ml的石墨烯浆料，然后，再加入填加剂搅拌0.5～1h，获得均匀分散的石墨烯涂料；
(2)采用金属箔胶带，在紧贴于所述锂离子电池本体侧面的绝缘层外表面上以粘贴方式布置好所述金属箔电极；
(3)采用上述步骤(1)中制备的所述石墨烯涂料，在所述绝缘层外表面和已布置好的所述金属箔电极外表面上形成一层石墨烯电加热层，晾干之后，即可得到所述具有电加热功能的石墨烯锂离子电池。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述有机溶剂是乙醇、异丙醇、乙二醇、丙酮、甲乙酮、环乙酮、甲醇、丁醇、正丙醇、氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇乙醚、甲醚、丙醚之中的任意一种或几种。
根据本发明的新能源汽车动力电池，其特征在于：在所述石墨烯涂料中，所述PVP与PVB的质量比为1∶0.01～10。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述填加剂为导电炭黑、碳纳米管、碳纤维中的任意一种或几种。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述填加剂与石墨烯的重量比为0.1～2∶10。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、马来酸酐接枝相容剂中的任意一种或几种。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述偶联剂与石墨烯的重量比为0.01～0.05∶1。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述绝缘层为紧贴在锂离子电池外表面上绝缘用的常规塑料膜或利用喷涂法制备的PI、PIA、PVB绝缘层中的任意一种或几种。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述金属箔电极是由银、铜、铝中的任意一种或几种组成的。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述平行金属箔电极厚度为0.05～0.3mm，宽度为0.5～2cm。
根据本发明的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述石墨烯电加热层的厚度为1～50μm，电阻为6～300Ω。
另外，以上描述了圆柱形锂离子电池的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，而本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述电池尺寸和形状的限制，上述说明书中描述的只是说明本发明的结构特点和原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (13)

1.一种新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，包括：动力电池包、套在动力电池包外面的可拆卸保温套，其特征在于，
所述动力电池包由具有电加热功能的石墨烯锂离子电池组成，所述石墨烯锂离子电池之间具有一定的缝隙，而且所述石墨烯锂离子电池具备如下结构：锂离子电池本体、紧贴于所述锂离子电池本体外侧表面上的绝缘层、插置于所述锂离子电池本体与所述绝缘层之间的热传感器、设置于所述绝缘层外表面上的一双轴对称平行金属箔电极、以及涂覆于所述绝缘层与所述金属箔电极外表面上的石墨烯电加热层；
所述一双轴对称平行金属箔电极的一端分别在所述锂离子电池的两端环绕一圈或与所述锂离子电池的轴线平行地延伸到另一端为止，另一端分别伸出于所述锂离子电池两端。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，还包括：驱动电池、配电箱、逆变器、电池热管理器、散热风扇和所述动力电池，其特征在于，
在所述动力电池包中的所述石墨烯电加热层，经所述金属箔电极相互电并联，并且与所述配电箱电连接；
所述石墨烯电加热层各自都设置有温度控制开关，而且该温度控制开关在所述锂离子电池的温度达到55℃时能够自动断开；
所述配电箱，能够与所述动力电池包、所述驱动电池、所述逆变器、外接电源以及所述散热风扇电连接；
所述电池热管理器，与所述热传感器和所述配电箱电连接，而且能够通过所述配电箱对所述动力电池包中的所述石墨烯电加热层和所述散热风扇进行电压控制或电源切换。
3.根据权利要求1～2所述的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于，所述具有电加热功能的石墨烯锂离子电池由以下步骤来制备：
(1)在有机溶剂中配制浓度为5～30mg/ml的PVP与PVB混合溶液，加入十二烷基苯磺酸钠，使得其浓度达到2～4mg/ml，并且加入偶联剂和石墨烯或蠕虫膨胀石墨粉超声1～5h得到浓度为1～20mg/ml的石墨烯浆料，然后，再加入填加剂搅拌0.5～1h，获得均匀分散的石墨烯涂料；
(2)采用金属箔胶带，在紧贴于所述锂离子电池本体侧面的绝缘层外表面上以粘贴方式布置好所述金属箔电极；
(3)采用上述步骤(1)中制备的所述石墨烯涂料，在所述绝缘层外表面和已布置好的所述金属箔电极外表面上形成一层石墨烯电加热层，晾干之后，即可得到所述具有电加热功能的石墨烯锂离子电池。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：所述有机溶剂是乙醇、异丙醇、乙二醇、丙酮、甲乙酮、环乙酮、甲醇、丁醇、正丙醇、氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇乙醚、甲醚、丙醚之中的任意一种或几种。
5.根据权利要求3所述的新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法，其特征在于：在所述石墨烯涂料中，所述PVP与PVB的质量比为1∶0.01～10。
6.根据权利要求3所述的新能源汽车动力电池的石墨烯热管理方法，其特征在于所述填加剂为导电炭黑、碳纳米管、碳纤维中的任意一种或几种。
7.根据权利要求3所述的新能源汽车动力电池的石墨烯热管理方法，其特征在于：所述填加剂与石墨烯的重量比为0.1～2∶10。
8.根据权利要求3所述的新能源汽车动力电池的石墨烯热管理方法，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、马来酸酐接枝相容剂中的任意一种或几种。
9.根据权利要求3所述的新能源汽车动力电池的石墨烯热管理方法，其特征在于：所述偶联剂与石墨烯的重量比为0.01～0.05∶1。
10.根据权利要求1～3所述的新能源汽车动力电池的石墨烯热管理方法，其特征在于：所述绝缘层为紧贴在锂离子电池外表面上绝缘用的常规塑料膜或利用喷涂法制备的PI、PIA、PVB绝缘层中的任意一种或几种。
11.根据权利要求1～3所述的新能源汽车动力电池的石墨烯热管理方法，其特征在于：所述金属箔电极是由银、铜、铝中的任意一种或几种组成的。
12.根据权利要求1～3所述的新能源汽车动力电池的石墨烯热管理方法，其特征在于：所述平行金属箔电极厚度为0.05～0.3mm，宽度为0.5～2cm。
13.根据权利要求1～3所述的新能源汽车动力电池的石墨烯热管理方法，其特征在于：所述石墨烯电加热层的厚度为1～50μm，电阻为6～300Ω。
CN201910118961.5A 2019-01-30 2019-01-30 一种新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法 Pending CN111509323A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910118961.5A CN111509323A (zh) 2019-01-30 2019-01-30 一种新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910118961.5A CN111509323A (zh) 2019-01-30 2019-01-30 一种新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111509323A true CN111509323A (zh) 2020-08-07

Family

ID=71863819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910118961.5A Pending CN111509323A (zh) 2019-01-30 2019-01-30 一种新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111509323A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112736359A (zh) * 2021-04-06 2021-04-30 南京快永数码产品有限公司 一种电池模组

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103419666A (zh) * 2012-05-22 2013-12-04 比亚迪股份有限公司 电动汽车、电动汽车的动力系统及电池加热方法
CN106785232A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 重庆云天化瀚恩新材料开发有限公司 一种新能源电动汽车专用石墨加热片及其制备方法
CN206313098U (zh) * 2016-12-08 2017-07-07 天津宝坻紫荆科技有限公司 一种锂电池在低温下的保温装置
CN107141726A (zh) * 2017-06-23 2017-09-08 北京吉泰亿阳科技有限公司 石墨烯导电高分子复合材料、其制备方法及由其得到的电热膜
CN206820042U (zh) * 2017-06-09 2017-12-29 东源县知识产权服务中心 一种新能源汽车用石墨烯动力电池
CN207009505U (zh) * 2017-06-06 2018-02-13 贵州电网有限责任公司 一种无人机动力电池冬季作业恒温装置
US20180108956A1 (en) * 2016-10-17 2018-04-19 David Fortenbacher Self-heating cells and self-heating batteries including the self-heating cells
CN108093501A (zh) * 2017-12-29 2018-05-29 深圳市汇北川电子技术有限公司 适用于动力电池包的石墨烯加热膜和石墨烯加热膜组件
CN109066017A (zh) * 2018-07-19 2018-12-21 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种圆柱电池低温自加热装置及温度仿真方法
CN109273793A (zh) * 2018-08-24 2019-01-25 合肥移顺信息技术有限公司 低温环境下维持电动车续航里程的电池恒温系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103419666A (zh) * 2012-05-22 2013-12-04 比亚迪股份有限公司 电动汽车、电动汽车的动力系统及电池加热方法
US20180108956A1 (en) * 2016-10-17 2018-04-19 David Fortenbacher Self-heating cells and self-heating batteries including the self-heating cells
CN206313098U (zh) * 2016-12-08 2017-07-07 天津宝坻紫荆科技有限公司 一种锂电池在低温下的保温装置
CN106785232A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 重庆云天化瀚恩新材料开发有限公司 一种新能源电动汽车专用石墨加热片及其制备方法
CN207009505U (zh) * 2017-06-06 2018-02-13 贵州电网有限责任公司 一种无人机动力电池冬季作业恒温装置
CN206820042U (zh) * 2017-06-09 2017-12-29 东源县知识产权服务中心 一种新能源汽车用石墨烯动力电池
CN107141726A (zh) * 2017-06-23 2017-09-08 北京吉泰亿阳科技有限公司 石墨烯导电高分子复合材料、其制备方法及由其得到的电热膜
CN108093501A (zh) * 2017-12-29 2018-05-29 深圳市汇北川电子技术有限公司 适用于动力电池包的石墨烯加热膜和石墨烯加热膜组件
CN109066017A (zh) * 2018-07-19 2018-12-21 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种圆柱电池低温自加热装置及温度仿真方法
CN109273793A (zh) * 2018-08-24 2019-01-25 合肥移顺信息技术有限公司 低温环境下维持电动车续航里程的电池恒温系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112736359A (zh) * 2021-04-06 2021-04-30 南京快永数码产品有限公司 一种电池模组
CN112736359B (zh) * 2021-04-06 2021-11-23 北京燕开新源科技有限公司 一种电池模组

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102280672B (zh) 一种车用动力电池箱的热管控温系统
CN205992578U (zh) 兼具加热与散热功能的电池包
CN202159717U (zh) 一种车用动力电池箱的热管控温系统
CN105914427B (zh) 应用于储能装置的均温结构及装置
WO2013155700A1 (zh) 防止自身过热的储能系统、防止储能系统过热的方法、和在储能系统上形成散热涂层的方法
CN106410321A (zh) 一种电池组热管理系统
CN105789733A (zh) 一种热管理装置及电源装置
CN1750317A (zh) 锂离子动力电池组热平衡处理方法及装置
CN109915896A (zh) 一种节能石墨烯地暖装置
CN108183272A (zh) 动力锂离子电池系统的热管理方法及热管理装置
CN106654455A (zh) 一种均匀受热和冷却的锂电池组及其应用和其受热冷却方法
CN105914428A (zh) 应用于储能装置的均温结构及装置
CN206116564U (zh) 应用于储能装置的均温结构及装置
CN206532849U (zh) 一种导热硅胶硫化硅胶蚀刻芯片电池加热片
CN111509323A (zh) 一种新能源汽车动力电池石墨烯热管理方法
CN203660019U (zh) 一种车用电池组散热结构及电动车
CN109119725A (zh) 超薄铝带热管结合复合相变材料的动力电池热管理系统
CN109786889A (zh) 一种主被动相变式电池热管理系统
CN106299546B (zh) 一种石墨烯电池热管理装置
WO2018133276A1 (zh) 电动汽车
CN104752687A (zh) 一种聚合物锂离子电池正负极集流体的制作方法
CN207743366U (zh) 一种动力电池组温度控制装置
CN205264833U (zh) 带有预热装置的电池系统
CN210576134U (zh) 新能源汽车电池箱
CN213278293U (zh) 一种带有加热及电芯温度均衡的电池包

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200807

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication