在當今社會，能源問題已成為全球關注的焦點。隨著人類對能源需求的不斷增加，傳統(tǒng)化石燃料的大肆使用導致了環(huán)境污染和資源枯竭等問題�？稍偕�能源作為清潔、可持續(xù)的新能源形式，正逐步成為能源發(fā)展的主流。然而，由于可再生能源的間歇性和不穩(wěn)定性，儲能技術的重要性愈發(fā)凸顯。在所有儲能技術中，電化學儲能具有高效、靈活和可調(diào)控性，使其在發(fā)電側、電網(wǎng)側、用戶側以及微電網(wǎng)側都可以得到廣泛應用。目前，電化學儲能在國家戰(zhàn)略性新興領域中扮演多重的重要角色。電化學儲能廣泛應用于可再生能源存儲、交通運輸及智能電網(wǎng)等諸多方面，通過提供高效能量轉換和儲存解決方案，有效減少生活生產(chǎn)的碳排放量，大力推動國家能源結構轉型。因此，電化學儲能技術已成為解決能源轉換和存儲問題的關鍵，也是我國雙碳政策引導下急需大力發(fā)展和強化的儲能技術之一。
當前，我國電化學儲能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈，且在國際市場上處于領先地位，具有較突出的競爭力。為了維持并增強這種競爭優(yōu)勢，我國需要在儲能技術研發(fā)、專業(yè)人才培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)政策扶持、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展、質(zhì)量管理與標準體系建設等多個方面進一步發(fā)力，持續(xù)推動電化學儲能產(chǎn)業(yè)鏈上的高質(zhì)生產(chǎn)力建設和電化學儲能技術的規(guī)�；瘧�用�；�于此，在規(guī)劃的戰(zhàn)略性新興領域十四五高等教育教材體系建設目錄中，新能源新材料體系都要求建設電化學儲能相關的專業(yè)核心教材與核心課程，助力專業(yè)人才培養(yǎng)。
《電化學儲能電源設計與應用》屬于戰(zhàn)略性新興領域教材體系（新材料）建設目錄中的規(guī)劃教材，旨在系統(tǒng)介紹電化學儲能技術的基本原理、設計方法和典型應用。本教材主要介紹電化學儲能器件的工作原理、電池材料發(fā)展現(xiàn)狀、儲能電池系統(tǒng)的設計與應用場景，以及實際應用中的安全方面挑戰(zhàn)與解決方案，為讀者提供關鍵的技術知識和最新研究進展，也為培養(yǎng)未來電化學儲能領域的專業(yè)人才和技術創(chuàng)新提供了堅實的理論和實踐基礎。在理論基礎部分，第1~2章從電化學儲能的基本概念、發(fā)展歷程和未來展望出發(fā)，詳細介紹不同電化學儲能電池的組成及基本原理、電化學性能評價要素及電化學測試技術。結合最新的研究成果、技術進展及相關國家和行業(yè)標準，第3章總結了鉛酸電池、鎳氫電池、液流電池、鋰離子電池、鈉離子電池、固態(tài)電池等關鍵材料的結構特性和電化學性能。通過這些基礎知識的學習，讀者可以全面了解電化學儲能的基礎知識，為后續(xù)的電池器件的設計和應用奠定理論基礎。在電化學儲能電池設計部分，第4章首先從各項主要電化學性能指標和電性能評測出發(fā)，具體介紹了電化學儲能系統(tǒng)的基本特點和關鍵設備。之后，第5章具體介紹了電化學儲能系統(tǒng)的應用場景與設計要求，重點展示電化學儲能技術在實際生產(chǎn)中的應用，包括電動汽車、智能電網(wǎng)、可再生能源發(fā)電系統(tǒng)、便攜式電子設備等領域的具體應用案例。通過對這些實際案例的分析，幫助讀者掌握電化學儲能系統(tǒng)及電源設計的核心要點和前沿技術。最后，立足未來發(fā)展，第6章從安全性和環(huán)保性出發(fā)，介紹了電化學儲能系統(tǒng)的結構設計與潛在安全問題及防范策略，以及電化學儲能電池的回收梯次利用與材料再生等方面，使讀者可以直觀了解電化學儲能技術在不同場景下的應用效果和發(fā)展前景。
本書適合高校相關專業(yè)的師生、從事電化學儲能研究與開發(fā)的科研人員，以及對儲能技術感興趣的工程師和技術人員閱讀和參考。我們希望這本書，能夠為廣大讀者提供有價值的信息，激發(fā)大家對電化學儲能技術的興趣，共同推動儲能技術的發(fā)展和應用。在編寫過程中，我們參考了大量國內(nèi)外文獻和研究成果，得到了許多專家學者的指導和幫助。在此，我們向所有為本教材編寫過程提供支持和幫助的朋友們表示衷心的感謝。
參與本書編寫工作的有華南理工大學的胡仁宗（第1章、第2章、第6章）、華南理工大學的孟凡博（第3章）、湖南農(nóng)業(yè)大學的劉輝（第4章、第5章），胡仁宗和孟凡博負責統(tǒng)稿。東莞理工學院的周鋼參與了第6章部分內(nèi)容的素材整理。廣東省先進儲能材料重點實驗室、廣東先進儲能材料工程技術研究中心等單位的研究生也對本書編寫過程做出了貢獻，其中，曹旸、蔡彪、謝文政和楊鑫支持了圖片編輯的相關工作，陳金偉、林梓豪、孫昭宇、劉米粒、張昊霖、王思哲和梁灝天提供了本書相關的電化學測試結果，鄭思遠、杜寒和周子豪繪制了書中涉及的晶體結構示意圖,陳錫龍、胡龍、桑熠暉、羅凌劼及林瀚收集了水系電池的部分素材，夏煜豪、左業(yè)展及熊子涵整理了儲能電池回收方面的部分內(nèi)容，李祥杰、李自勇、楊振忠、馬國政、胡子豪及葛宇翀整理了儲能系統(tǒng)結構方面的部分內(nèi)容。此外，本書也得到了華南理工大學2023年本科精品教材基金立項的支持，在此表示衷心感謝。
在編寫過程中，我們力求內(nèi)容系統(tǒng)、語言簡練、示例豐富，并注重理論與實際的結合。但是，鑒于電化學儲能技術的迅速發(fā)展和編者水平有限，書中難免存在不足之處，懇請廣大讀者批評指正。希望本書能夠為大家在電化學儲能領域的學習和工作提供幫助，并激發(fā)更多創(chuàng)新和探索，共同為能源的可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。

編者
2024年6月