[实用新型]一种锂电池低温启动系统及其电动汽车

说明书

本实用新型提出一种锂电池低温启动系统，用于给锂电池提供热量；包括水电解装置、氢气储罐、氧气储罐、催化燃烧装置和换热装置；所述水电解装置包括阳极区和阴极区，所述阳极区连接所述氧气储罐，所述阴极区连接所述氢气储罐，所述氧气储罐和氢气储罐均连接所述催化燃烧装置，所述催化燃烧装置通过热传导介质连接所述换热装置。本实用新型还提出装载所述的锂电池低温启动系统的电动汽车。本实用新型提出的锂电池低温启动系统，可以实现超低温启动，可以在零下100℃启动；不会额外损失锂电池的能量，可以回收制动能量运用于水电解制氢。

技术领域

本实用新型属于新能源技术领域，具体涉及一种锂电池低温启动系统及含有其的电动汽车。

背景技术

锂离子电池以其长寿命、高比能量、自放电率低和无记忆效应等优点，在全球二次电池市场占据主导地位，在便携式电子设备、工业应用和电动汽车等领域得到了广泛应用。但是当锂离子电池处于低温环境时(温度为零下)，相对于常温下，电池出现放电容量衰减、放电电压下降，循环倍率性能下降、电极析锂等现象。一般锂离子电池在-40℃下放电容量只有室温容量的20％左右。锂电池低劣的低温性能，严重制约了电动汽车、电动大巴车、电动自行车等在北方高寒地区的推广使用，以及军用特种电池在极寒地区的作战需求。因此，无论从民用还是军用角度考虑，开发一种可以改善锂电池低温性能的方法意义重大。

目前提高电池低温性能主要有两种途径，第一是从电池内部各个组成材料入手研究解决方案，包括开发新的电极材料、新的电解液体系，以及优化电池的制备工艺等，但是目前这方面的进展十分缓慢。另一个解决思路是给电池外部加装预热系统，低温条件下在启动时给电池进行预热，等电池达到指定温度后停止运行。

CN203367437U提出使用低温性能优良的磷酸钒锂代替低温性能差的磷酸铁锂材料以改善锂电池的低温启动性能。CN104916848A公开了一种二次电池低温启动的方法，该方法用柔性石墨纸完全替代或者部分替代金属作为电极的集流体，或者将石墨纸直接置于正负极之间作为电热元件，通过给石墨纸施加外接电源，使其迅速加热，实现对电池的快速预热。但是上述措施低温启动时间较长，在超低温下启动更甚。

实用新型内容

针对本领域技术的不足之处，本实用新型的旨在解决锂电池在低温条件运行时出现放电容量衰减、放电电压下降，循环倍率性能下降、电极析锂等现象，因此提出一种锂电池低温启动系统。

本实用新型的第二个目的是提出装载所述的锂电池低温启动系统的电动汽车。

为实现本实用新型上述目的技术方案为：

一种锂电池低温启动系统，用于给锂电池提供热量；包括水电解装置、氢气储罐、氧气储罐、催化燃烧装置和换热装置；

所述水电解装置包括阳极区和阴极区，所述阳极区连接所述氧气储罐，所述阴极区连接所述氢气储罐，所述氧气储罐和氢气储罐均连接所述催化燃烧装置，所述催化燃烧装置通过热传导介质连接所述换热装置。

其中，在阳极区内设置有阳极催化层，所述阳极催化层包括Pt/C、 Pd/C催化剂或Pt/Pd/C合金催化剂；所述阴极区包括阴极催化层，所述阴极催化层包括Ir/C催化剂、Ir-Ru/C或Ir/Rh/C合金催化剂。

其中，所述阳极区和阴极区以隔膜隔开，隔膜为质子交换膜或者碱性交换膜。

其中，所述水电解装置内放置电解质，所述电解质分两种，如果隔膜为质子交换膜，则电解质为水，如果隔膜为碱性交换膜，则电解质为碱液NaOH或KOH溶液。

所述的阳极催化剂层或阴极催化剂层可直接涂布在隔膜上。也可在阳极区内设置阳极，在阳极上涂布阳极催化剂，在阴极区内设置阴极，在阴极上涂布阴极催化剂。

其中，在所述催化燃烧装置内设置催化剂，所述催化剂为Pt/C 催化剂或Pt-Pd/C合金催化剂。