电动汽车用锂离子二次电池(第4版)

本书以作者在电动汽车用锂离子二次电池的研究成果和关键应用技术的开发方面的经验为素材，全书共4章，第1章以较大篇幅介绍了用现代化学方法和材料学方法，合成多种锂离子二次电池材料，以及用优选的科学仪器正确测试和评价这些材料的物理化学性能和电化学特性；第2章包括了铝塑膜锂电池概念的提出、大容量铝塑膜锂离子二次电池的制作及其可靠性、安全性和电化学性能的研究；第3章以电动摩托车、电动汽车、微电站及大型锂离子二次电池储能电站为实例，介绍了过去二十年在安全与高效控制和使用电能过程中，电子器件与电力技术的关系和作用；本书的最后一章是锂离子二次电池及其相关材料的一些基本分析方法介绍和锂电池回收技术的简单说明。本书适合从事锂离子二次电池研究、技术开发和生产的企业、高等院校和科研单位相关专业教师、工程师及学生使用。

 

第四版前言
第三版前言
第二版前言
第一版前言
第1章 动力锂离子二次电池材料 1
1.1 层状岩盐结构正极材料 1
1.1.1 钴酸锂 1
1.1.2 镍酸锂 10
1.1.3 三元材料 19
1.1.4 磷酸亚铁锂 30
1.2 尖晶石结构锰酸锂正极材料 35
1.2.1 尖晶石锰酸锂材料的合成与研究 36
1.2.2 尖晶石锰酸锂材料的电化学性能 40
1.2.3 尖晶石锰酸锂材料的应用 45
1.3 尖晶石结构的 4.7V级高电压正极材料 46
1.3.1 尖晶石 LiNi0.5Mn1.5O4材料的合成与研究 47
1.3.2 尖晶石结构 LiNi0.5Mn1.5O4的电化学性能 49
1.3.3 4.7V高电压尖晶石材料的广阔应用前景 50
1.4 全新超高容量基于阴离子(固态氧)氧化还原对的正极材料 51
1.4.1 如何寻找高容量氧化还原对 52
1.4.2 高容量固态氧正极材料的设计和合成 53
1.4.3 纳米复合固态氧正极材料的结构与电化学性质 55
1.4.4 电池过程中纳米氧化锂的转变 59
1.4.5穿梭效应导致的自我过充电保护 62
1.5 天然石墨负极材料 63
1.5.1天然石墨原料的预处理 64
1.5.2改性后天然石墨的电化学性能 66
1.6 非石墨类负极材料 71
1.6.1 硅(Si)基材料 71
1.6.2钛酸锂 78
1.6.3 球形钛酸锂 81
1.6.4 其他负极材料 85
1.7 电解质溶液 86
1.7.1 电解质溶液中电解质对电池电化学性能的影响 86
1.7.2 各种功能型电解质溶液的研究 88
1.8 固体聚合物电解质 94
1.8.1 双乙二酸硼酸锂的制备 95
1.8.2 PEO-LiBOB型固体聚合物电解质的电化学性能研究 96
1.9 隔膜 100
1.9.1 锂离子二次电池隔膜的测试与研究 101
1.9.2 电池的电化学性能 103
1.9.3 隔膜对锂离子二次电池性能的影响 105
1.9.4 对今后隔膜发展的看法 106
1.10 基于钠离子二次电池体系的关键材料 107
1.10.1 钠离子二次电池的电极材料 107
1.10.2 钠离子二次电池电解质材料的性能评价 116
参考文献 125
第2章 动力锂离子二次电池 134
2.1 选择动力锂离子二次电池的正负极材料 134
2.2 纯电动车用高能量动力锂离子二次电池 137
2.2.1 动力电池的基本结构 137
2.2.2 电池的制作及测试 141
2.2.3 电池的倍率放电性能 142
2.2.4 电池恒流充电的性能 145
2.2.5 电池的高低温性能 145
2.2.6 电池的荷电保持性能 147
2.2.7 电池的循环寿命 147
2.2.8 电池的安全性能 148
2.3 轻型电动车用动力锂离子二次电池 149
2.3.1 轻型电动车用锂离子二次电池的制作与性能测试 149
2.3.2 单体电池的安全性能测试 151
2.3.3 电池的一致性 154
2.4 混合动力车用高功率锂离子二次电池 155
2.4.1 国内外混合动力车用高功率锂离子二次电池状况 156
2.4.2 8Ah高功率锂离子二次电池的制作 158
2.4.3 8Ah高功率锂离子二次电池的电化学性能 159
2.4.4 8Ah高功率锂离子二次电池的热性能分析 162
2.4.5 8Ah高功率锂离子二次电池的安全性能测试 163
2.5 电动工具用高功率锂离子二次电池 166
2.5.1 电动工具用高功率锂离子二次电池的制作与性能研究 166
2.5.2 高功率电池的制作与性能研究 166
2.5.3 研制高功率电池需要注意的问题 170
2.6 电动汽车用动力锂离子二次电池电化学特性的进一步研究 172
2.6.1 电池的制作 174
2.6.2 电池的研究与比较 174
2.6.3 小结 179
参考文献 180
第3章 动力锂离子二次电池能源系统及其应用 182
3.1 电动汽车用动力锂离子二次电池系统 182
3.1.1 关于电动汽车 182
3.1.2 车载锂离子二次电池能源系统 184
3.2 MGL首辆电动车及其动力锂离子二次电池系统 188
3.2.1 设计与计算 188
3.2.2 动力锂离子二次电池能源系统 193
3.3 电动轿车及其动力锂离子二次电池能源系统 197
3.3.1 电动轿车用电池模块 197
3.3.2 电池模块在电动轿车上的应用 198
3.4 2008年北京奥运会零排放公交车及车用锂离子二次电池系统 200
3.4.1 奥运前的电池车载试验 200
3.4.2 奥运期间的零排放公交车 205
3.4.3 奥运期间动力电池系统运行情况总结 205
3.4.4 奥运后动力锂离子二次电池系统情况 209
3.5 纯电动公交车用锂离子二次电池的系统研究 211
3.5.1 能量型动力锂离子二次电池的研究与比较 211
3.5.2 在公交车上运行一年以上两种动力锂离子二次电池系统的比较 216
3.5.3 结果讨论 218
3.6 其他车载锂离子二次电池能源系统 219
3.6.1 电动游览车及其锂离子二次电池能源系统 219
3.6.2 电动自行车及其电池能源系统 221
3.6.3 混合动力系统用高功率锂离子二次电池能源系统 223
3.7 动力锂离子二次电池在储藏自然能源发电和电网调峰等方面可能的应用 227
3.7.1 太阳能电池发电与锂离子二次电池能源系统 228
3.7.2 风力发电及其电能储藏中的锂离子二次电池能源系统与应用 230
3.7.3 锂离子二次电池在电网调峰中的应用 232
3.8 微电站 234
3.8.1 微电站构成及其性能测试 236
3.8.2 结果讨论 239
3.8.3 微电站技术及今后的考虑 240
3.9 兆瓦级光伏发电场中锂电池储能技术的应用 242
3.9.1 说明 242
3.9.2 设计依据 243
3.9.3 总体设计 243
3.9.4 主要部分详细考虑 246
参考文献 264
第4章 动力锂离子二次电池的分析测试与回收利用技术 266
4.1 电池材料物理化学性能的测试分析 266
4.1.1 正极材料和负极材料测试分析 266
4.1.2 电解质溶液检测分析 274
4.1.3 隔膜检测分析 276
4.1.4 工业辅料检测分析 278
4.2 动力锂离子二次电池的安全性评价 279
4.2.1 锂离子二次电池常见的安全事故及其分析 279
4.2.2 动力锂离子二次电池的安全性能评价 281
4.2.3 MGL 100Ah动力锂离子二次电池的安全测试结果 283
4.2.4 锂离子二次电池在使用中的安全情况 285
4.2.5 电池模块的燃烧试验 285
4.2.6 结论 286
4.3 动力锂离子二次电池电化学性能的测试评价 286
4.3.1 概述 286
4.3.2 单体电池电化学性能的测试评价 286
4.3.3 电池模块电化学性能的测试评价 291
4.4 锂离子二次电池的回收技术与方法 300
4.4.1 锂离子二次电池钴酸锂材料的回收 300
4.4.2 动力型锂离子二次电池的锰酸锂材料回收 303
参考文献 305
附录1 动力电池基础：锂离子二次电池的由来 307
附录2 中华人民共和国国家标准(GB/T 20252-2006) 319
附录3 中华人民共和国有色金属行业标准(YS/T 677-2008) 333
附录4 游牧家庭用离网式微电站规范 347