本发明公开了一种二氧化碳液化装置，它包括储液罐、压缩机和至少两个依次连接的冷凝换热器，其中，任意相邻的两个冷凝换热器之间连接有压缩机；所述储液罐与最后一个所述冷凝换热器的出口相连，以便二氧化碳依次交替流经所述冷凝换热器和所述压缩机，并形成部分或全部液态后流入所述储液罐中储存。本发明结构简单，能够高效的将二氧化碳液化，降低使用成本，能够在新能源汽车空调系统中使用，并且能控制运行时的温度和压力，提高使用安全性。