锂离子电池热危险性及安全对策

前言
第1章绪论1
1.1锂离子电池发展历程1
1.2锂离子电池应用概况3
1.2.1锂离子电池在小型消费电子产品领域的应用3
1.2.2锂离子电池在电动汽车领域的应用3
1.2.3锂离子电池在储能领域的应用8
1.1.4锂离子电池在特殊场合的应用9
1.3锂离子电池的热安全问题9
1.3.1电解液的热安全问题10
1.3.2电极电解液体系的热安全问题11
1.3.3锂离子电池的火灾危险性12
1.3.4锂离子电池热安全研究趋势12
1.4锂离子电池相关安全规范12
1.4.1国际标准12
1.4.2国内标准18
参考文献21
第2章锂离子电池基本原理25
2.1锂离子电池工作原理25
2.2锂离子电池关键构成材料26
2.2.1正极材料26
2.2.2负极材料26
2.2.3电解液27
2.2.4其他材料29
2.3锂离子电池的类型及特点30
2.3.1锂离子电池的类型30
2.3.2锂离子电池的特点33
2.4锂离子电池热安全性主要研究方法34
2.4.1锂离子电池热失控研究34
2.4.2锂离子电池火灾危险性研究44
2.4.3锂离子电池滥用测试研究48
2.4.4锂离子电池热模型及数值计算研究49
参考文献50
第3章锂离子电池材料的热安全性53
3.1锂盐及其电解液热安全性53
3.1.1常用锂盐的热安全性53
3.1.2锂盐对电解液热安全性的影响58
3.2溶剂及其电解液热安全性61
3.2.1常用有机溶剂及其LiPF6溶液的热稳定性61
3.2.2有机溶剂构成对电解液热安全性的影响70
3.3正极材料的热安全性75
3.3.1LixCoO2-电解液的热安全性76
3.3.2LixMn2O4-电解液的热安全性86
3.3.3LixFePO4-电解液的热安全性90
3.3.4LixNi1/3C01/3Mn1/3O2-电解液的热安全性91
3.3.5几种正极材料热安全性比较92
3.4负极材料的热安全性95
3.4.1石墨电解液的热安全性95
3.4.2钛酸锂电解液的热安全性107
3.4.3LixC6和Lix+4Ti5O12热安全性比较112
3.5辅助材料的热安全性114
3.5.1聚偏氟乙烯的热安全性114
3.5.2乙炔黑的热安全性115
3.5.3隔膜的热安全性116
参考文献117
第4章锂离子电池热失控机制121
4.1锂离子电池热失控过程121
4.1.1锂离子电池的滥用工况121
4.1.2锂离子电池热失控原理122
4.1.3锂离子电池热失控过程123
4.1.4锂离子电池热失控内在要素125
4.2锂离子电池模型126
4.2.1锂离子电池电化学模型126
4.2.2锂离子电池热模型129
4.2.3锂离子电池耦合模型131
4.3锂离子电池热失控预测134
4.3.1模拟预测134
4.3.2锂离子电池热失控的*低环境温度140
4.4锂离子电池电热转换过程141
4.4.1锂离子电池电热转换参数141
4.4.2锂离子电池电热转换影响因素141
参考文献142
第5章锂离子电池火灾危险性148
5.1锂离子电池火灾的事故树分析148
5.1.1事故树简介148
5.1.2锂离子电池火灾和爆炸的事故树演化分析149
5.2锂离子电池火灾行为153
5.3多种电池体系下的火灾危险性分析160
5.3.1多种电池体系下的火灾危险性实验160
5.3.2荷电状态对电池火灾危险性影响分析164
5.4电池组的火灾行为166
参考文献173
第6章锂离子电池本质安全对策175
6.1电极材料的改性176
6.1.1正极材料的改性176
6.1.2负极碳材料的改性188
6.2安全电解液193
6.2.1锂离子电池电解液安全问题193
6.2.2提高电解液热稳定性的途径194
6.2.3锂离子电池阻燃添加剂的研究198
6.3其他本质安全技术242
参考文献246
第7章锂离子电池消防安全对策初探258
7.1锂离子电池安全监测258
7.1.1传感器类型258
7.1.2基于锂离子电池特性的探测方法264
7.1.3锂离子电池安全监测尚存在的问题265
7.2锂离子电池火灾探测265
7.2.1火灾探测器概述265
7.2.2火灾探测器的有效性267
7.3灭火剂的有效性268
7.3.1灭火的基本原理268
7.3.2灭火剂及其适用范围269
7.3.3针对锂离子电池热失控的灭火剂273
7.4锂离子电池灭火系统278
7.4.1自动灭火系统278
7.4.2灭火系统设计规范279
7.4.3灭火系统性能化设计279
7.5消防工程简介280
7.6锂离子电池灭火技术展望282
参考文献283