本書(shū)涵蓋鋰離子電池的基本構(gòu)成、制造工藝、電池及材料檢測(cè)技術(shù)、失效機(jī)制、健康狀態(tài)估算及預(yù)測(cè)等內(nèi)容。對(duì)電池層級(jí)和材料層級(jí)的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分類(lèi)，闡述了多種物理、化學(xué)及電化學(xué)性能測(cè)試技術(shù)，分析了電池失效的基本類(lèi)型、機(jī)制及抑制策略。此外，本書(shū)還系統(tǒng)地介紹了鋰離子電池健康狀態(tài)估算和預(yù)測(cè)方法及電池測(cè)評(píng)的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

更多科學(xué)出版社服務(wù)，請(qǐng)掃碼獲取。

1999.9-2003.7 北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院 環(huán)境工程 本科 2003.9-2007.3 北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院 環(huán)境工程 博士2007.4-至今 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司儲(chǔ)能與電工所 實(shí)驗(yàn)室主任、副所長(zhǎng)新能源材料及鋰離子電池技術(shù)

目錄
前言
第1章 鋰離子電池及其市場(chǎng)概述 1
1.1 鋰離子電池概述 1
1.1.1 鋰離子電池的發(fā)展歷史 1
1.1.2 鋰離子電池基本原理 2
1.1.3 鋰離子電池的主要應(yīng)用領(lǐng)域 3
1.2 鋰離子電池市場(chǎng)分析 5
1.2.1 市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力 5
1.2.2 市場(chǎng)分布 6
1.2.3 主要市場(chǎng)參與者 7
參考文獻(xiàn) 8
第2章 鋰離子電池基本構(gòu)成與制造工藝 9
2.1 鋰離子電池基本構(gòu)成 9
2.1.1 正極 10
2.1.2 負(fù)極 34
2.1.3 集流體 46
2.1.4 隔膜 54
2.1.5 電解質(zhì) 64
2.1.6 安全閥 82
2.1.7 正溫度系數(shù)端子 84
2.1.8 電池殼 85
2.2 電池性能的主要影響因素 86
2.2.1 材料因素 86
2.2.2 電池結(jié)構(gòu)和工藝因素 92
2.2.3 工況條件及儲(chǔ)存因素 95
2.3 鋰離子電池制造工藝 97
2.3.1 極片制造 98
2.3.2 電池裝配 105
2.3.3 電池化成與分容 107
2.4 使用和維護(hù) 109
參考文獻(xiàn) 110
第3章 電池層級(jí)測(cè)試技術(shù) 139
3.1 電性能測(cè)試 139
3.1.1 充電性能 139
3.1.2 放電性能 140
3.1.3 容量性能 141
3.1.4 能量和比能量 143
3.1.5 功率特性和倍率性能 143
3.1.6 高溫和低溫性能 145
3.1.7 循環(huán)性能 146
3.1.8 儲(chǔ)存性能與自放電 147
3.1.9 電池內(nèi)阻 148
3.1.10 電池電壓 149
3.2 安全性能測(cè)試 150
3.2.1 電氣安全性能 150
3.2.2 機(jī)械安全性能 152
3.2.3 環(huán)境安全性能 155
3.2.4 熱安全性能 159
參考文獻(xiàn) 162
第4章 材料層級(jí)表征技術(shù) 164
4.1 X射線分析技術(shù) 164
4.1.1 X射線衍射 164
4.1.2 X射線光電子能譜 169
4.1.3 X射線吸收譜 172
4.1.4 X射線計(jì)算機(jī)斷層成像 175
4.2 光學(xué)分析技術(shù) 177
4.2.1 拉曼光譜 177
4.2.2 傅里葉變換紅外光譜 180
4.3 核磁共振分析技術(shù) 181
4.4 差分電化學(xué)質(zhì)譜 183
4.5 電子顯微分析技術(shù) 186
4.5.1 掃描電子顯微鏡 186
4.5.2 透射電子顯微鏡 188
4.5.3 原子力顯微鏡 191
4.6 差示掃描量熱技術(shù) 193
4.7 其他表征技術(shù) 195
4.7.1 粉末振實(shí)密度測(cè)量 195
4.7.2 粉末電阻測(cè)量 195
4.7.3 比表面積和微孔測(cè)量 196
參考文獻(xiàn) 197
第5章 電化學(xué)性能測(cè)試技術(shù) 204
5.1 循環(huán)伏安法 204
5.2 電化學(xué)阻抗譜法 209
5.3 直流內(nèi)阻測(cè)試法 212
5.4 混合脈沖功率特性法 214
5.5 恒電流間歇滴定技術(shù) 215
5.6 恒電位間歇滴定技術(shù) 218
參考文獻(xiàn) 220
第6章 電池失效分析 222
6.1 電池失效概述 222
6.2 電池失效類(lèi)型 223
6.2.1 容量衰減失效 223
6.2.2 內(nèi)阻增大失效 224
6.2.3 內(nèi)部短路失效 225
6.2.4 熱失控失效 225
6.2.5 過(guò)充電失效 229
6.2.6 過(guò)放電失效 230
6.2.7 機(jī)械損傷失效 231
6.2.8 低溫/高溫失效 231
6.3 電池失效機(jī)制分析 233
6.3.1 正極材料失效 234
6.3.2 負(fù)極材料失效 238
6.3.3 電解液分解 241
6.3.4 隔膜失效 242
6.3.5 集流體腐蝕 243
6.3.6 黏結(jié)劑失效 247
6.4 失效抑制策略 248
6.4.1 材料優(yōu)化設(shè)計(jì) 248
6.4.2 電池生產(chǎn)工藝優(yōu)化 251
6.4.3 電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化 252
6.4.4 電池管理系統(tǒng)智能化 253
參考文獻(xiàn) 253
第7章 鋰離子電池健康狀態(tài)估算和預(yù)測(cè) 262
7.1 鋰離子電池健康狀態(tài)介紹 262
7.1.1 健康狀態(tài)的定義 262
7.1.2 SOH估算和預(yù)測(cè)方法分類(lèi) 263
7.2 基于模型的方法 264
7.2.1 等效電路模型法 265
7.2.2 電化學(xué)模型法 266
7.2.3 數(shù)學(xué)模型法 268
7.3 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法 269
7.3.1 濾波方法 270
7.3.2 機(jī)器學(xué)習(xí)方法 272
7.4 基于融合技術(shù)的方法 279
7.4.1 模型與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)融合法 279
7.4.2 多種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)融合法 280
7.5 SOH估算和預(yù)測(cè)方法的對(duì)比分析 281
7.6 SOH估算和預(yù)測(cè)方法的挑戰(zhàn) 283
參考文獻(xiàn) 284
第8章 國(guó)內(nèi)鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn) 291
8.1 標(biāo)準(zhǔn)介紹 292
8.1.1 《電力儲(chǔ)能用鋰離子電池》（GB/T 36276—2023） 292
8.1.2 《電力儲(chǔ)能用鋰離子電池退役技術(shù)要求》（GB/T 43540—2023） 304
8.1.3 《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》（GB 38031—2025） 308
8.1.4 《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗(yàn)方法》
（GB/T 31484—2015） 317
8.1.5 《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法》
（GB/T 31486—2024） 319
8.1.6 《電動(dòng)自行車(chē)用鋰離子蓄電池》（GB/T 36972—2018） 323
8.1.7 《電動(dòng)摩托車(chē)和電動(dòng)輕便摩托車(chē)用鋰離子電池》（GB/T 36672—2018） 328
8.1.8 《電動(dòng)平衡車(chē)、滑板車(chē)用鋰離子電池和電池組 安全技術(shù)規(guī)范》
（GB 40559—2024） 330
8.1.9 《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組 安全技術(shù)規(guī)范》
（GB 31241—2022） 335
8.1.10 《移動(dòng)電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規(guī)范》（GB/T 18287—2013） 342
8.1.11 《固定式電子設(shè)備用鋰離子電池和電池組 安全技術(shù)規(guī)范》
（GB 40165—2021） 346
8.1.12 《空間用鋰離子蓄電池通用規(guī)范》（GB/T 42635—2023） 350
8.1.13 《宇航用鋰離子蓄電池組設(shè)計(jì)與驗(yàn)證要求》（GB/T 38314—2019） 352
8.1.14 《船舶蓄電池裝置》（GB/T 13603—2023） 353
8.2 標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系 355
8.2.1 技術(shù)要求的共性與差異 355
8.2.2 安全性評(píng)估的統(tǒng)一性與差異 355
8.2.3 測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)化與差異化 356
8.3 鋰離子電池檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施與影響 356
8.3.1 標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施情況 356
8.3.2 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電池性能提升的影響 358
參考文獻(xiàn) 359