锂离子电池材料解析+锂离子电池正极材料 原理 性能与生产工艺 三元新能源汽车电池结构构造设

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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111591016
商品编码:27518188176

具体描述

商品基本信息

 

商品名称:      锂离子电池材料解析

 

作者:      徐国栋

 

市场价:      79.90

 

ISBN号:      9787111591016

 

版次:      1-1

 

出版日期:       

 

页数:      244

 

字数:      299

 

出版社:      机械工业出版社

 

 

 

  目录

 

前言

 

第1 章 锂电池概论 1

 

1.1 概述 1

 

1.2 锂电池发展简介 1

 

1.3 锂离子电池的基本构成 2

 

1.4 表征电池性能的重要参数 3

 

1.4.1 电池的电动势(E) 3

 

1.4.2 电池的理论容量(Q) 4

 

1.4.3 电池的能量 4

 

1.4.4 电池的功率 5

 

1.4.5 库仑效率(电流效率) 5

 

1.4.6 电池的寿命以及自放电与储存性能 5

 

第2 章 正极材料 6

 

2.1 层状结构正极(LiMO2) 6

 

2.1.1 LiCoO2 7

 

2.1.2 LiNiO2 13

 

2.1.3 LiMnO2 18

 

2.1.4 其他层状金属氧化物 23

 

2.2 尖晶石结构正极(LiM2O4) 23

 

2.2.1 LiMn2O4 24

 

2.2.2 其他尖晶石结构的氧化物正极 31

 

2.3 基于多聚阴离子的正极 31

 

2.4 橄榄石结构的正极(LiMPO4) 32

 

2.4.1 LiFePO4 33

 

2.4.2 LiMnPO4 和LiCoPO4 35

 

2.5 三元复合正极电极材料 36

 

2.6 钒氧化物正极 40

 

2.6.1 α-V2O5 40

 

2.6.2 Li1+xV3O8 44

 

2.7 有机正极材料 45

 

2.7.1 共轭羰基化合物 46

 

2.7.2 自由基聚合物 50

 

2.7.3 导电聚合物 52

 

2.7.4 有机硫正极 53

 

2.8 无机硫正极 55

 

2.8.1 单质硫的氧化还原反应机理 55

 

2.8.2 碳/硫复合电极 56

 

2.8.3 硫/导电聚合物复合材料 61

 

2.8.4 硫/金属氧化物或金属硫化物复合材料 62

 

2.8.5 多硫化物正极 64

 

第3 章 负极材料 66

 

3.1 插层类化合物 68

 

3.1.1 碳材料 68

 

3.1.2 二氧化钛 76

 

3.2 合金类材料 77

 

3.2.1 Si 78

 

3.2.2 SiO 79

 

3.2.3 Ge 81

 

3.2.4 SnO2 82

 

3.3 转换型材料 84

 

3.3.1 FeOx 84

 

3.3.2 CoOx 85

 

3.3.3 ZnO 86

 

3.3.4 MPx 87

 

3.3.5 MSx 和MNx 89

 

3.4 金属锂 90

 

3.4.1 锂枝晶的形成与生长 90

 

3.4.2 原位形成稳定的SEI 层 94

 

3.4.3 非原位表面包覆 98

 

第4 章 液体电解质 107

 

4.1 液体电解质简介 108

 

4.2 溶剂 108

 

4.2.1 碳酸丙二酯(PC) 110

 

4.2.2 醚类电解质 111

 

4.2.3 碳酸乙二酯(EC) 111

 

VII

 

目 录

 

4.2.4 线性碳酸酯 112

 

4.3 锂盐 113

 

4.3.1 LiClO4 114

 

4.3.2 LiAsF6 115

 

4.3.3 LiBF4 115

 

4.3.4 LiTf 116

 

4.3.5 LiIm 117

 

4.3.6 LiPF6 118

 

4.4 电解液的液态范围 120

 

4.5 离子传导特性 123

 

4.6 电解质在惰性电极表面的电化学稳定性 128

 

4.6.1 锂盐阴离子稳定性 129

 

4.6.2 溶剂的稳定性 130

 

4.7 电解质在活性电极表面的电化学稳定性 131

 

4.7.1 锂负极的钝化 131

 

4.7.2 碳负极的钝化 134

 

4.8 高温下电解质的长期稳定性 142

 

4.9 新电解质体系 145

 

4.9.1 电解质面临的问题 145

 

4.9.2 功能化电解质:添加剂 146

 

4.9.3 新电解质组分 154

 

第5 章 聚合物电解质 165

 

5.1 固体聚合物电解质 165

 

5.1.1 聚合物电解质的相结构 166

 

5.1.2 聚合物电解质的离子传导机理 167

 

5.1.3 基于PEO 169

 

5.2 凝胶聚合物电解质 187

 

5.2.1 凝胶聚合物电解质的增塑剂 187

 

5.2.2 增塑剂的改性 188

 

5.2.3 基于PEO 191

 

5.2.4 基于PAN 193

 

5.2.5 基于PMMA 196

 

5.2.6 基于PVC 197

 

5.2.7 基于PVDF 197

 

5.3 复合聚合物电解质 199

 

VIII

 

锂离子电池材料解析

 

第6 章 单离子导体电解质 207

 

6.1 基于聚合物的单离子导体电解质 207

 

6.1.1 羧酸盐 208

 

6.1.2 磺酸盐 210

 

6.1.3 磺酰亚胺盐 212

 

6.1.4 硼酸盐 214

 

6.1.5 其他阴离子 216

 

6.2 基于有机无机混合材料的单离子导体电解质 217

 

6.3 基于阴离子受体的单离子导体电解质 218

 

第7 章 无机陶瓷电解质 220

 

7.1 固态中离子传导的基础 220

 

7.2 离子传导的机理和性质 221

 

7.3 固体电解质 222

 

7.3.1 LISICON 型 222

 

7.3.2 硫银锗矿 225

 

7.3.3 NASICON 型 225

 

7.3.4 石榴石 227

 

7.3.5 钙钛矿 228

 

7.4 结构改性 228

 

7.4.1 通过取代调节晶格体积 228

 

7.4.2 通过机械张力调节晶格体积 229

 

第8 章 隔膜与粘结剂 230

 

8.1 隔膜 230

 

8.1.1 隔膜的类别 230

 

8.1.2 隔膜的性能 230

 

8.1.3 隔膜性能的评价 231

 

8.1.4 电池隔膜的制造技术 235

 

8.2 粘结剂 236

 

8.2.1 粘结剂的分类 236

 

8.2.2 适合锂离子使用的粘结剂 237

 

8.2.3 聚偏二氟乙烯(PVdF)粘结剂 238

 

参考文献 241

 

 

 

 

 

 

 

   内容简介

 

    本书主要介绍了锂离子电池的基本原理,正极材料(氧化钴锂,氧化镍锂,氧化锰锂,磷酸亚铁锂,三元材料,钒氧化物,有机正极和硫正极)、负极材料(碳材料,合金材料和金属锂)、电解质(液体电解质,固体聚合物电解质,凝胶聚合物电解质,复合聚合物电解质,单离子聚合物电解质以及无机陶瓷电解质)和隔膜与粘结剂材料。其中在负极材料和电解质部分穿插了部分关于电极与电解质界面稳定性的内容。全书主要基于正极,负极和电解质三个方面的国内外的新研究成果,特别是热点内容,思路清晰明了,易于阅读。

商品名称:

 

锂离子电池正极材料:原理、性能与生产工艺 

 

营销书名:

 

首部系统总结锂离子电池正极材料生产技术的专业书籍 

 

作者:

 

胡国荣、杜柯、彭忠东 主编 

 

定价:

 

128.00 

 

ISBN:

 

978-7-122-29897-3 

 

关键字:

 

锂离子电池;锂离子电池正极材料;磷酸铁锂;钴酸锂;三元材料;锰酸锂;镍钴锰酸锂;镍钴铝酸锂 

 

重量:

 

684克 

 

出版社:

 

化学工业出版社

 

开本:

 

16 

 

装帧:

 

精 

 

出版时间:

 

2017年09月 

 

版次:

 

 

页码:

 

360 

 

印次:

 

 

 

 

本书是目前市场上首部详尽介绍锂离子电池正极材料生产技术的专业书籍。内容包括合成原理、材料结构与性能、生产工艺条件与流程、关键生产设备、原材料与产品标准。对生产一线技术人员具有很强的指导作用,对高校师生和研究机构的科研人员也具有重要参考价值。

 

 

 

本书详细介绍了锂离子电池几种关键正极材料:钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸锰铁锂和富锂锰基固溶体。主要内容包括这些电极材料的发展历史、结构特征、工作原理、生产工艺流程、主要设备的选型、原材料与产品标准和应用领域等。本书还包括锂离子电池的研究开发史、基本工作原理、有关的热力学和动力学计算、产品的检测评价以及未来发展趋势等。 

本书可作为锂离子电池正极材料研究领域的科研工作人员和工程技术人员的参考书,也可作为高等院校高年级学生和研究生的参考书。

 

 

 

胡国荣,主要从事电化学理论与应用、能源材料等方面的研究,在锂离子电池正极材料的产业化方面取得了突出成果,成功实现钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂的产业化。

 

 

 

第1章锂离子电池概述 

1.1电池概述2 

1.2锂离子电池的发展史2 

1.3锂离子电池的工作原理4 

1.4锂离子电池正极材料6 

1.4.1钴酸锂8 

1.4.2镍酸锂8 

1.4.3锰酸锂10 

1.4.4磷酸铁锂10 

1.5锂离子电池负极材料11 

1.5.1石墨12 

1.5.2焦炭12 

1.5.3硬炭12 

1.5.4中间相炭微球12 

1.6锂离子电池电解液13 

1.7锂离子电池的发展趋势14 

参考文献14 

第2章高温固相合成反应的基本原理 

2.1热力学的基本概念和定律16 

2.1.1热力学定律17 

2.1.2热力学第二定律17 

2.1.3吉布斯自由能18 

2.2钴酸锂的热力学数据20 

2.3钴酸锂的热力学计算20 

2.4动力学的基本概念和定律23 

2.4.1反应速率24 

2.4.2影响反应速率的因素25 

2.5反应机理26 

2.6固相反应动力学模型27 

2.7钴酸锂的合成反应动力学计算29 

参考文献31 

第3章正极材料生产的关键设备 

3.1计量与配料系统32 

3.1.1称重计量的原理32 

3.1.2电子衡器的精度等级34 

3.1.3称重计量装置的连接和信号传输35 

3.1.4自动化生产线称重计量装置39 

3.1.5计量装置安装调试中应注意的问题44 

3.1.6自动化生产线配料流程45 

3.2混合设备46 

3.2.1搅拌球磨机46 

3.2.2砂磨机47 

3.2.3斜式混料机48 

3.2.4高速混合机48 

3.2.5高速旋风式混合机49 

3.2.6机械融合精密混合机49 

3.3干燥设备51 

3.3.1真空回转干燥机51 

3.3.2真空耙式干燥机53 

3.3.3喷雾干燥机54 

3.3.4真空带式干燥机57 

3.4窑炉自动装卸料系统58 

3.4.1钵的形式和在窑炉中的排列59 

3.4.2炉窑装卸料过程的特点和要求60 

3.4.3装料机械和卸料机械61 

3.4.4自动移载、分配和排序65 

3.4.5叠钵机和拆分机67 

3.4.6积放夹钵器和阻挡器69 

3.4.7高钵和低钵的自动检测70 

3.4.8自动倒钵和清扫机72 

3.5烧结设备74 

3.5.1推板窑74 

3.5.2辊道窑78 

3.5.3钟罩炉82 

3.6粉碎与分级设备86 

3.6.1颚式破碎机86 

3.6.2辊式破碎机86 

3.6.3旋轮磨87 

3.6.4高速机械冲击式粉碎机87 

3.6.5气流粉碎机89 

3.7合批设备92 

3.7.1双螺旋锥形混合机92 

3.7.2卧式螺带混合机93 

3.8除铁设备93 

3.9包装计量设备95 

3.9.1锂离子电池材料包装计量设备的现状95 

3.9.2锂离子电池材料包装计量设备的形式和种类95 

3.9.3自动化包装线上的配套设备100 

参考文献105 

第4章钴酸锂 

4.1钴酸锂的结构与电化学特征106 

4.1.1钴酸锂的结构106 

4.1.2钴酸锂的电化学特征106 

4.2钴酸锂的合成方法110 

4.2.1固相法110 

4.2.2软化学法111 

4.3钴酸锂的改性112 

4.3.1钴酸锂的掺杂112 

4.3.2钴酸锂的表面包覆120 

4.4生产钴酸锂的主要原料及标准122 

4.4.1四氧化三钴122 

4.4.2碳酸锂123 

4.5钴酸锂生产工艺流程及工艺参数124 

4.5.1计量配料与混合工序124 

4.5.2烧结工序126 

4.5.3粉碎分级工序128 

4.5.4合批工序129 

4.5.5除铁工序130 

4.5.6包装工序130 

4.6钴酸锂的产品标准130 

4.7钴酸锂的种类与应用领域131 

参考文献133 

第5章锰酸锂 

5.1锰酸锂的结构与电化学特征137 

5.1.1锰酸锂的结构137 

5.1.2锰酸锂的电化学特征137 

5.2锰酸锂的制备方法139 

5.2.1固相法139 

5.2.2软化学法140 

5.3锰酸锂的改性141 

5.3.1锰酸锂的掺杂143 

5.3.2锰酸锂的表面包覆145 

5.4生产锰酸锂的主要原料及标准149 

5.4.1电解二氧化锰150 

5.4.2化学二氧化锰153 

5.4.3四氧化三锰154 

5.4.4其他锰化合物155 

5.5锰酸锂生产工艺流程及工艺参数155 

5.5.1锰酸锂生产工艺流程156 

5.5.2锰酸锂生产工艺参数157 

5.6锰酸锂的产品标准159 

5.7锰酸锂的种类与应用领域160 

5.7.1层状LiMnO2160 

5.7.2层状Li2MnO3161 

5.7.3尖晶石结构Li4Mn5O12162 

5.7.4尖晶石结构5V正极材料162 

5.7.5锰酸锂的应用领域163 

参考文献164 

第6章镍钴锰酸锂(NCM)三元材料 

6.1镍钴锰酸锂的结构与电化学特征167 

6.1.1镍钴锰酸锂的结构167 

6.1.2镍钴锰酸锂的电化学特征171 

6.2镍钴锰酸锂的合成方法174 

6.2.1高温固相合成法175 

6.2.2化学共沉淀法175 

6.2.3溶胶-凝胶法176 

6.3镍钴锰酸锂的改性177 

6.3.1镍钴锰酸锂的掺杂177 

6.3.2镍钴锰酸锂的表面包覆178 

6.4生产三元材料的主要原料及标准181 

6.5三元生产工艺流程及工艺参数184 

6.5.1计量配料与混合工序184 

6.5.2烧结工序185 

6.5.3粉碎分级工序186 

6.5.4合批工序186 

6.5.5除铁工序186 

6.5.6包装工序187 

6.6三元材料的产品标准187 

6.7镍钴锰酸锂三元材料的种类与应用领域189 

参考文献190 

第7章镍钴铝酸锂(NCA)材料 

7.1镍钴铝酸锂的结构与电化学特征193 

7.1.1镍钴铝酸锂的结构193 

7.1.2镍钴铝酸锂的电化学特征196 

7.2镍钴铝酸锂的合成方法202 

7.2.1高温固相法202 

7.2.2喷雾热分解法203 

7.2.3溶胶-凝胶法203 

7.2.4共沉淀法204 

7.3镍钴铝酸锂的改性205 

7.3.1离子掺杂改性206 

7.3.2镍钴铝酸锂的表面包覆206 

7.4生产镍钴铝酸锂材料的主要原料及标准209 

7.4.1前驱体生产所用原料标准209 

7.4.2材料烧结所用原料标准212 

7.5镍钴铝酸锂生产工艺流程及工艺参数214 

7.5.1前驱体生产工艺流程214 

7.5.2NCA材料烧结工艺214 

7.6镍钴铝酸锂的产品标准217 

7.7镍钴铝酸锂材料的种类与应用领域218 

参考文献220 

第8章磷酸盐材料 

8.1磷酸盐材料的结构与电化学特征222 

8.1.1磷酸盐材料的结构222 

8.1.2磷酸盐材料的电化学特征227 

8.2磷酸盐材料的合成方法236 

8.2.1LiFePO4的合成方法236 

8.2.2LiMnPO4的制备方法240 

8.2.3LiMnyFe1-yPO4的制备方法243 

8.3磷酸盐材料的改性247 

8.3.1磷酸盐材料的掺杂247 

8.3.2磷酸盐材料的表面包覆250 

8.3.3磷酸盐材料的纳米化255 

8.4生产磷酸盐材料的主要原料及标准257 

8.5磷酸盐材料生产工艺流程及工艺参数258 

8.5.1草酸亚铁路线259 

8.5.2氧化铁红路线261 

8.5.3磷酸铁路线263 

8.5.4水热工艺路线266 

8.6磷酸盐系材料的产品标准271 

8.7磷酸盐材料的种类与应用领域272 

8.7.1电动汽车用动力电池272 

8.7.2储能电池273 

参考文献275 

第9章富锂锰基固溶体材料及其生产工艺 

9.1富锂锰基固溶体材料的结构与电化学特征281 

9.1.1富锂锰基固溶体材料的结构281 

9.1.2富锂锰基固溶体材料的电化学特征282 

9.2富锂锰基固溶体材料的合成方法284 

9.2.1共沉淀法284 

9.2.2固相法285 

9.3富锂锰基固溶体材料的改性285 

9.3.1富锂锰基固溶体材料的表面包覆285 

9.3.2富锂锰基固溶体材料与锂受体型材料复合286 

9.3.3富锂锰基固溶体材料的表面改性286 

9.3.4富锂锰基固溶体材料的其他改性手段286 

9.4生产富锂锰基固溶体材料的主要原料及标准286 

9.5富锂锰基固溶体材料生产工艺流程及工艺参数287 

9.5.1沉淀工艺的参数288 

9.5.2烧结工艺的参数292 

9.6富锂锰基固溶体材料的应用领域294 

参考文献294 

第10章锂离子电池正极材料的测试方法 

10.1正极材料的化学成分分析297 

10.1.1钴酸锂的化学分析方法297 

10.1.2镍钴锰酸锂的化学分析方法304 

10.1.3锰酸锂的化学分析方法307 

10.1.4镍钴铝酸锂的化学分析方法311 

10.1.5磷酸铁锂的化学分析方法312 

10.1.6微量单质铁的化学分析315 

10.2正极材料的理化性能指标测试315 

10.2.1粒度测试315 

10.2.2比表面积测试316 

10.2.3振实密度测试317 

10.2.4XRD测试317 

10.2.5扫描电镜测试318 

10.2.6透射电镜测试319 

10.2.7X射线光电子能谱测试319 

10.2.8元素分布测试320 

10.2.9X射线吸收谱测试320 

10.3正极材料的电化学性能指标分析321 

10.3.1容量测试321 

10.3.2电压测试322 

10.3.3循环测试323 

10.3.4储存性能测试323 

10.3.5倍率测试324 

参考文献324 

第11章锂离子电池正极材料展望 

11.1动力锂离子电池正极材料技术路线之争325 

11.2正极材料发展的展望332 

11.2.1高电压钴酸锂334 

11.2.2高镍正极材料335 

11.2.3高电压磷酸盐材料339 

11.2.4高温型锰酸锂材料341 

11.3未来正极材料的发展方向342 

11.3.1多锂化合物正极材料342 

11.3.2利用氧离子的氧化还原344 

11.3.3锂硫电池345 

11.3.4锂空气电池346 

11.4工业4.0在锂离子电池材料中的应用与发展趋势347 

11.4.1工业4.0简介347 

11.4.2工业4.0在锂离子电池材料中的应用现状与发展趋势349 

11.4.3锂离子电池材料制造工业4.0未来发展路线图351 

参考文献353


《新能源汽车动力电池系统集成与热管理技术》 内容简介: 本书深入探讨了新能源汽车动力电池系统集成的核心挑战与关键技术,以及高效可靠的热管理系统设计与应用。随着全球对可持续交通的日益重视,新能源汽车(NEVs)已成为汽车产业变革的焦点。而动力电池系统作为新能源汽车的“心脏”,其性能、安全性和寿命直接决定了车辆的整体表现。本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的技术视角,以应对当前及未来动力电池系统集成与热管理领域所面临的复杂问题。 第一部分:动力电池系统集成技术 本部分聚焦于动力电池系统如何在整车环境中实现最优化的集成,涵盖了从电池模组设计到整车级集成的全过程。 模块化设计与结构优化: 电池模组设计原理: 详细阐述了电池模组作为动力电池系统基本单元的设计理念,包括电芯选择、串并联连接策略、连接方式(如激光焊接、超声焊接、螺栓连接等)的优缺点及应用场景。重点分析了如何通过优化模组结构,平衡能量密度、功率密度、体积密度以及成本。 模组结构强度与安全性: 深入探讨了模组结构件的设计要求,如材料选择(铝合金、碳纤维复合材料等)、结构形式(框架式、一体化壳体式)、以及其在承受机械冲击、振动、挤压等情况下的力学性能分析。重点讲解了电池模组在热失控情况下的阻燃、泄压等安全设计考虑。 集成方式与接口设计: 分析了不同集成方式(如顶出式、侧出式、底部集成等)对系统布局、维修便利性、以及冷却效率的影响。详细介绍了模组间的电气连接、机械固定、通信接口、传感接口等的设计要点,确保模组间的可靠互联与数据传输。 电池包(Pack)集成设计: Pack结构设计与材料: 介绍了电池包的整体结构设计,包括外壳材料(如高强度钢、铝合金、镁合金)、结构加强筋、防护等级(IP等级)的设计,以满足车辆的碰撞安全、防水防尘、电磁兼容(EMC)等要求。 电气系统集成: 详细讲解了电池管理系统(BMS)的集成,包括传感器(电压、电流、温度)、连接线束、高压连接器、继电器、保险丝等组件的选型与布局。强调了高压安全设计,如绝缘设计、接地设计、短路保护等。 机械与热管理集成: 阐述了电池包内部的结构支撑、固定方式,以及如何与冷却系统(液冷、风冷、相变材料冷却等)进行集成。讨论了壳体与模组之间的传热路径,以及密封设计对防止外部物质侵入的重要性。 轻量化设计策略: 重点分析了在满足强度和安全要求的前提下,如何通过材料优化、结构减重、集成化设计等手段,实现电池包的轻量化,以提高新能源汽车的续航里程和能效。 整车级集成策略: Pack在整车中的布局: 分析了不同车型(轿车、SUV、商用车)对电池包布局的影响,如底置式、后备箱式、座椅下方式等,并探讨了不同布局的优缺点,包括重心、空间利用、碰撞安全性、维修便利性等。 整车电气架构与BMS协同: 阐述了电池包作为高压部件如何融入整车的电气架构,以及BMS如何与VCU(Vehicle Control Unit)、MCU(Motor Control Unit)等ECU(Electronic Control Unit)进行数据交互与协同控制。 碰撞安全设计: 详细讲解了电池包在不同碰撞工况下的安全设计要求,包括碰撞吸能结构、跌落防护、翻滚防护等,并介绍了相关的测试标准和仿真分析方法。 三电系统(电池、电机、电控)协同优化: 探讨了如何从整车层面优化电池、电机、电控之间的能量匹配和协同工作,以提升整车的整体性能和效率。 第二部分:新能源汽车动力电池热管理技术 本部分深入剖析了动力电池热管理系统的设计原理、关键技术、以及不同技术路线的优缺点和发展趋势。 动力电池热管理的重要性: 温度对电池性能的影响: 详细阐述了温度对锂离子电池的内阻、容量、倍率性能、循环寿命、安全性等方面的影响。强调了不同温度区间内电池性能的差异,以及过高或过低温度对电池的潜在损害。 热失控及其防护: 深入解释了电池热失控的发生机理、传播过程,以及其对动力电池系统和车辆安全的严重威胁。讲解了热管理系统在预防和抑制热失控中的关键作用。 热管理系统技术路线分析: 风冷技术: 工作原理与特点: 介绍利用空气流动带走电池模组产生的热量。分析其结构简单、成本低、易于维护的优点,以及在极端高温或低温环境下制冷/制热能力有限、温度均匀性较差的缺点。 风道设计与优化: 探讨了风道结构、风扇选型、气流组织等设计要点,以提高冷却效率和温度均匀性。 液冷技术: 工作原理与特点: 介绍利用冷却液(如乙二醇水溶液)循环带走热量。详细分析其高效的传热能力、优异的温度均匀性、以及可实现制冷/制热(配合空调系统)的优点。同时阐述其结构复杂、成本较高、对密封性要求高的缺点。 冷却介质选择与循环设计: 讨论了不同冷却介质(水、防冻液、介电液等)的特性及适用性。详细介绍了冷却液循环管路、水泵、阀门、冷板(接触式、喷淋式)的设计与布置。 冷板设计与传热分析: 深入分析了冷板的流道设计、换热面积、材料选择等对传热效率的影响。介绍了CFD(Computational Fluid Dynamics)在冷板流场与传热分析中的应用。 集成式液冷系统: 探讨了将电池包与整车空调系统、PTC加热器、甚至热泵系统集成的方案,以实现动力电池的精确温度控制,并兼顾乘员舱的舒适性。 相变材料(PCM)热管理: 工作原理与特点: 介绍利用相变材料在相变过程中吸收或释放大量潜热的特性,以稳定电池温度。分析其 passive(被动)散热的特点,以及无需外部能源输入、结构简单、温度控制精度高等优点。同时指出其传热系数相对较低、相变次数受限等挑战。 PCM材料选择与封装: 探讨了不同PCM材料(有机、无机)的熔点、潜热、导热系数等关键参数的选择,以及PCM的封装技术(如金属壳体、复合材料封装)以提高其导热性能和稳定性。 PCM与其他热管理方式的耦合: 分析了PCM与风冷、液冷等主动热管理方式的结合应用,以提高系统的整体热管理效果。 直接液体冷却技术(DLC): 工作原理与特点: 介绍将绝缘性冷却液直接喷淋或浸润电池模组。分析其传热效率高、结构紧凑、成本较低的优点。同时指出其对冷却液绝缘性、腐蚀性、以及系统密封性提出了极高的要求。 热管理系统的控制策略: 温度监测与BMS集成: 详细阐述了温度传感器在电池模组、pack壳体等关键位置的布置,以及BMS如何采集和处理温度数据。 温度控制算法: 介绍基于PID(Proportional-Integral-Derivative)、模糊控制、模型预测控制(MPC)等先进控制算法,实现对风扇、水泵、阀门、PTC等执行器的精确控制,以将电池温度维持在最优区间。 热管理系统的故障诊断与预警: 探讨了如何通过监测系统运行参数,及时发现热管理系统的潜在故障,并发出预警,以保障电池系统的安全运行。 热管理系统的发展趋势: 智能化与集成化: 预测热管理系统将更加智能化,能够根据电池状态、环境温度、驾驶工况等进行自适应调节。同时,将与整车热管理系统、车身结构等进行更深度的集成。 高性能与高效率: 随着电池能量密度的提升和快充技术的普及,对热管理系统的散热能力和能效提出了更高的要求。 多功能集成: 探索将热管理系统与电池结构、电磁屏蔽、防火等功能进行集成,实现“一材多用”,进一步优化系统性能和成本。 结论: 本书通过对动力电池系统集成与热管理技术的深度解析,旨在为从事新能源汽车研发、设计、制造、以及相关领域研究的专业人士提供有价值的参考。书中不仅涵盖了基础理论和核心技术,还结合了实际工程应用中的挑战与解决方案,希望能激发读者在新能源汽车动力电池领域的创新思维,共同推动新能源汽车产业的可持续发展。

用户评价

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我一直对“解析”这个词很感兴趣,总觉得能深入到事物的本质,才能真正理解它。《锂离子电池材料解析+锂离子电池正极材料 原理 性能与生产工艺 三元新能源汽车电池结构构造设》这本书在“解析”方面做得非常出色。它不仅仅是对锂离子电池材料的简单介绍,而是通过深入的分析,揭示了材料的结构、性能与应用之间的内在联系。书中在介绍各种材料时,都会从其微观结构入手,比如晶体结构、原子排列、缺陷类型等等,然后分析这些微观特征是如何影响材料的宏观电化学性能的,比如容量、电压、导电性、稳定性等。它还运用了很多现代科学分析手段,比如光谱学、电化学分析、显微学等,来对材料进行深度“解析”。例如,在介绍正极材料时,它会利用X射线衍射(XRD)来分析材料的晶体结构和相纯度,利用扫描电子显微镜(SEM)来观察材料的颗粒形貌和尺寸分布,利用电化学测试来评估材料的容量、循环寿命和倍率性能,并试图通过这些信息来解释材料性能的优劣。这种“解析”的思维方式,让我能够超越表面现象,深入到材料的内在机理,从而对锂离子电池有一个更深刻、更系统的理解。

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这本《锂离子电池材料解析+锂离子电池正极材料 原理 性能与生产工艺 三元新能源汽车电池结构构造设》对我来说,更像是一本“修行秘籍”。我一直对锂离子电池的“生产工艺”部分感到非常好奇,但市面上很多书籍要么过于理论化,要么过于碎片化。这本书在这方面做得非常出色。它没有简单地罗列各种生产设备和参数,而是将生产工艺与材料性能紧密地结合起来。比如,在介绍共沉淀法制备三元材料前驱体时,书中详细分析了pH值、搅拌速度、滴加速度、反应温度等关键工艺参数对前驱体形貌、粒径分布、化学组成均匀性的影响,并进一步解释了这些前驱体特性如何直接决定最终正极材料的电化学性能。它还深入探讨了“掺杂”和“包覆”这两种常用的改性手段,不仅介绍了常用的掺杂元素和包覆材料,更重要的是,它解释了这些改性方法背后的微观机理,比如掺杂如何改善电子导电性或抑制结构坍塌,包覆如何起到界面隔离、缓冲应力或催化作用。书中还对烧结过程的温度曲线、气氛控制、保温时间等进行了详细的解析,说明了这些因素如何影响材料的晶粒生长、致密化以及副相的生成。这些细节对于我这种希望深入了解“如何把理论变成现实”的读者来说,无疑是极其宝贵的。它让我明白,生产工艺不仅仅是简单的重复操作,而是充满了科学的智慧和精密的计算。

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我一直对电池的“解析”过程很好奇,这本书在这方面提供了非常系统和详尽的讲解。它不仅仅是将各种材料的性能参数摆在那里,而是从“解析”的角度,去揭示这些性能是如何形成的。书中对于材料的“表征”方法,比如XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)、TEM(透射电子显微镜)、ICP(电感耦合等离子体发射光谱)、BET(Brunauer-Emmett-Teller)比表面积分析等,都有非常详细的介绍。它不仅说明了这些技术能测出什么,更重要的是,它解释了如何通过这些测试结果来反推材料的结构、组成、形貌、比表面积等关键信息,以及这些信息与电池性能之间的关联。例如,通过XRD数据,我们能了解材料的晶体结构类型、晶格常数、相纯度;通过SEM/TEM,我们可以观察到颗粒的尺寸、形状、表面形貌以及内部微结构;通过ICP,我们可以精确测定材料的元素组成和比例;通过BET分析,可以了解材料的比表面积,这直接关系到其与电解液的接触面积和反应活性。书中还穿插了很多具体的案例,展示了如何运用这些表征手段来分析一块性能不佳的电池,找出其失效的原因。这种“由表及里”的解析方式,让我觉得非常有价值,不再是盲目地接受数据,而是能够真正理解数据的意义。

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拿到这本《锂离子电池材料解析+锂离子电池正极材料 原理 性能与生产工艺 三元新能源汽车电池结构构造设》后,我最先翻阅的就是关于“新能源汽车电池结构构造设”的部分。我一直认为,电池不仅仅是电池材料的堆砌,而是一个复杂的系统工程。这本书很好地解答了我的疑问。它详细阐述了动力电池包的组成部分,不仅仅是电芯,还包括模组、热管理系统(液冷、风冷)、BMS(电池管理系统)、结构件(箱体、支架)、高压连接器、安全泄压装置等等。书中对于不同结构形式的电池包(如方形、圆柱形、软包)进行了比较分析,并解释了它们在能量密度、功率密度、安全性、成本以及制造工艺方面的优劣。我尤其关注的是热管理系统,书中详细介绍了不同冷却方式的工作原理,以及如何通过优化设计来控制电池的温度,保证其在最佳工作区间运行,延长使用寿命并提高安全性。此外,BMS的功能和重要性也被详尽地阐述,包括状态估算(SOC、SOH)、均衡管理、故障诊断和保护等。这本书让我对新能源汽车的“心脏”有了更全面的认识,它是一个集材料、化学、物理、机械、电子、控制等多学科于一体的精密系统。

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我最近一直在研究锂离子电池的“生产工艺”,因为我觉得理论知识再丰富,最终还是要落实到实际的生产制造环节。《锂离子电池材料解析+锂离子电池正极材料 原理 性能与生产工艺 三元新能源汽车电池结构构造设》这本书在这方面的内容让我受益匪浅。它不仅仅是列举各种生产设备和工艺流程,而是深入到每一个环节背后的科学原理和工程考量。例如,在介绍浆料制备时,书中详细分析了导电剂、粘结剂、溶剂等配方的选择原则,以及搅拌速度、时间、温度等工艺参数对浆料均匀性、粘度的影响,并进一步解释了这些因素如何影响极片的密度、孔隙率和与集流体的结合力。在极片辊压环节,书中则深入探讨了辊压压力、辊压速度、辊温等参数对极片厚度、密度、表面粗糙度以及活性物质分布均匀性的影响,并分析了这些参数的优化对于提高电池能量密度和循环寿命的重要性。更让我感到惊艳的是,书中还涉及了一些“后处理”工艺,比如电解液注液、化成(激活)过程,并详细解释了这些过程的原理和关键控制点,以及它们对电池性能和安全性的影响。这本书让我意识到,生产工艺的每一个细节都充满了学问,也充满了挑战。

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我对《锂离子电池材料解析+锂离子电池正极材料 原理 性能与生产工艺 三元新能源汽车电池结构构造设》一书的“正极材料”部分进行了深入的阅读。我一直认为,正极材料是锂离子电池的心脏,其性能直接决定了电池的整体表现。这本书在这方面可谓是“钜细靡遗”。它详细介绍了当前主流的正极材料体系,包括钴酸锂(LCO)、锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)、镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA)等。对于每一种材料,书中都深入剖析了其晶体结构、电化学储锂机理、理论容量、电压平台、循环性能、功率性能以及热稳定性。我特别喜欢书中对于材料“原理”的讲解,它不仅仅是陈述事实,而是通过化学方程式、能带理论、离子扩散模型等,去解释为什么某种材料具有这样的性能。例如,对于LFP材料,书中解释了其橄榄石结构在保证高稳定性的同时,也带来了较低的电子导电性和较慢的锂离子扩散速率,并分析了如何通过纳米化、碳包覆等手段来改善这些缺点。对于NCM和NCA等高能量密度材料,书中则详细分析了它们在提高镍含量后所面临的挑战,如结构不稳定、易发生副反应等,以及如何通过掺杂、包覆、表面改性等策略来提升其综合性能。

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最近对新能源汽车的动力电池系统产生了浓厚的兴趣,于是入手了这本《锂离子电池材料解析+锂离子电池正极材料 原理 性能与生产工艺 三元新能源汽车电池结构构造设》。虽然书名略显冗长,但其内容之详实,绝对超乎我的预期。我尤其对书中关于“结构构造设”这部分的解读感到惊喜。以往看一些关于电池的资料,大多集中在材料本身,很少有将材料、电芯、电池包乃至整车集成这几个层面的结构设计联系起来进行系统阐述的。这本书恰恰填补了这一空白。它从材料的微观结构如何影响宏观的电池性能,进而到如何根据材料特性进行电芯的设计(比如极片厚度、隔膜选择、电解液配方),再到如何将多个电芯组合成模组,最后如何将模组集成到电池包,并考虑热管理、BMS(电池管理系统)以及结构强度和安全性等一系列工程问题,都进行了相当详尽的论述。书中引用了很多实际案例,比如不同车型的电池包设计方案,并分析了它们在能量密度、续航里程、充电速度、安全可靠性以及成本控制等方面的取舍。这让我不再是孤立地看待电池材料,而是能够将其置于整个新能源汽车动力系统的视角下去理解。它不仅仅是关于材料的“硬核”知识,更是一本关于系统工程的“软性”指导,让我在理解电池的“心跳”之余,更能欣赏到它“骨骼”的精巧设计。

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作为一名在新能源领域摸爬滚打多年的技术人员,我总觉得对锂离子电池的认识还停留在一些表面的理解上。这本书的出现,着实让我眼前一亮。它并没有停留在我熟悉的NCM、NCA等主流材料的性能参数罗列上,而是深入到了“原理”的本质。我花了大量时间去理解书中关于不同晶体结构(如尖晶石、层状氧化物、橄榄石)对离子扩散、电子导电以及应力形变的影响。它用非常严谨的语言和图示,解释了为什么某些材料结构在高温下更容易发生相变,为什么某些结构对嵌入/脱出锂离子的体积变化容忍度更高。尤其让我印象深刻的是,书中关于“过充/过放”和“热失控”的机理分析。它不仅仅是告诉你“这样做很危险”,而是通过化学反应动力学、热力学模型,详细剖析了导致这些极端情况发生的根本原因,以及在材料层面和结构设计层面可以采取哪些措施来预防。例如,对于正极材料,书中讨论了如何通过表面包覆、掺杂改性来抑制副反应,如何设计具有更好热稳定性的材料体系。对于电池结构,它则分析了如何通过改进隔膜材料、优化电解液添加剂、设计有效的泄压结构等方式来提高电池的安全性。读完这部分,我感觉自己对锂离子电池的“风险管理”有了更深刻的理解,不再是被动地接受“危险”的结论,而是能够主动地去探寻“安全”的路径。

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我最近对锂离子电池的“性能”这一块格外关注,尤其是关于能量密度和功率密度的提升。这本书给了我很多启发。它并没有仅仅停留在“三元材料能量密度高”这种浅显的论断上,而是深入分析了导致能量密度提升和功率密度优化的具体机制。例如,书中详细阐述了高镍三元材料(如NCM811、NCM9050)是如何通过提高镍的比例来增加活性锂的容量,从而提升能量密度的。但同时,它也清晰地指出了高镍材料在循环稳定性和热稳定性方面的挑战,并分析了如何通过化学改性(如掺杂、包覆)和结构设计(如优化颗粒形貌、提高密度)来缓解这些问题。在功率密度方面,书中则重点介绍了如何通过优化颗粒的电子导电性和离子扩散路径来提升材料的倍率性能。例如,它解释了如何通过减小颗粒尺寸、优化晶界结构、增加导电剂的用量以及选择合适的电解液来降低电池的内阻,从而实现更快的充放电速度。书中还对比分析了不同结构(层状、尖晶石、橄榄石)材料在能量密度和功率密度上的权衡,以及它们在不同应用场景下的适用性。读完这部分,我对如何“平衡”能量密度和功率密度有了更清晰的认识,不再是简单的“二选一”,而是可以根据具体需求进行精细化的设计和选择。

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这本书我真是翻了好久,一开始是被那个特别朴实甚至有些拗口的标题吸引了——“锂离子电池材料解析+锂离子电池正极材料 原理 性能与生产工艺 三元新能源汽车电池结构构造设”。心想,这名字虽然不花哨,但内容应该会相当扎实吧?拿到书后,迫不及待地翻开,发现它真的就像一个勤勤恳恳的老工匠,没有太多花哨的辞藻,直接切入主题。我最关注的还是关于三元正极材料的部分,因为这毕竟是目前新能源汽车领域的主流。书里详细地介绍了NCM(镍钴锰)和NCA(镍钴铝)这两种主流三元材料的化学组成、晶体结构以及它们是如何影响电池的能量密度、功率密度和循环寿命的。它不像某些科普读物那样只讲“是什么”,而是深入到“为什么”。比如,它会解释为什么提高镍含量能提升能量密度,但同时也会带来哪些挑战,比如热稳定性下降。书里还用了很多图示来帮助理解,比如不同相结构的示意图、充放电过程中的离子迁移路径等等,这些对于我这种想把原理吃透的读者来说,简直是雪中送炭。更重要的是,它没有回避生产工艺中的难点,比如如何控制粒径分布、如何进行均匀掺杂、如何优化烧结过程等等,这些细节恰恰是决定材料性能的关键。它还提到了不同生产工艺路线的优缺点,比如固相法、溶胶凝胶法、共沉淀法等,并且分析了它们在成本、效率和产品质量方面的权衡。读这本书,就像是在一个非常专业的实验室里,跟着一位经验丰富的研究员进行一次深入的材料探究,每一个章节都充满了知识的厚重感。

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