《鋰離子電池技術——研究進展與套用》是2017年化學工業出版社出版的圖書，作者：詹弗蘭科·皮斯托亞。
基本信息,內容簡介,目錄結構,
基本信息
作者：[意]詹弗蘭科·皮斯托亞(Gianfranco Pistoia) 著
出版日期：2017年1月
書號：978-7-122-27582-0
開本：16K 787×1092 1/16
版次：1版1次
頁數：430頁
內容簡介
本書共有25章，涵蓋了從材料到套用，再到回收等鋰離子電池相關的全部內容。書中詳細介紹了鋰離子電池正負極材料、電解液以及功能添加劑、隔膜等相關組件的研究背景，以及近些年來的研究進展和發展趨勢。並重點評述了將鋰離子電池套用於消費電子、電動汽車以及大型固定套用中時，如何實現不同的性能以及電子選項要求。本書還從原理上詳細分析了鋰離子電池的安全性以及回收等問題，並對鋰離子電池未來可用性以及發展趨勢進行了評估和說明。
本書可作為鋰離子電池相關企業以及高校、科研院所相關科研人員的參考書籍，亦可作為新能源相關專業、材料相關專業等本科生以及研究生的教材。
目錄結構
第1章鋰離子電池的發展現狀以及最新技術趨勢001
1.1概述001
1.2實用型鋰離子電池的開發歷程002
1.3陰極材料的發展現狀004
1.3.1陰極材料的發展歷史004
1.3.2陰極材料的最新技術趨勢005
1.3.3陰極材料的最新研究進展005
1.4陽極材料發展現狀007
1.4.1陽極材料的發展史007
1.4.2陽極材料的最新研究進展008
1.5電解液的發展現狀009
1.5.1電解液的發展歷史009
1.5.2電解液的最新研究進展009
1.6隔膜技術010
1.6.1隔膜製造方法及特徵010
1.6.2隔膜最新研究進展012
1.7結論013
參考文獻013
第2章鋰離子電池的過去、現在與未來：新技術能否開啟新局面？015
2.1概述015
2.2鋰離子電池是如何誕生的？015
2.3消費者們期許的鋰離子電池性能017
2.4鋰離子電池的性能改進018
2.4.1錫基陽極018
2.4.2矽基陽極019
2.4.3鈦基陽極019
2.4.4凝膠聚合物電解質鋰離子電池020
2.4.5以LiFePO4為陰極的鋰離子電池023
2.5新電池技術能否為鋰離子電池開啟新篇章？024
2.5.1富鋰陰極024
2.5.2有機陰極材料024
2.5.3陶瓷包覆隔膜026
2.6結論027
參考文獻027
第3章鋰離子電池和模組快速充電(最高到6C)的電熱回響以及循環壽命測試029
3.1概述029
3.2基本注意事項和考慮要點029
3.2.1快速充電意味著什麼？029
3.2.2快速充電功率要求030
3.2.3對所有電池體系充電的一般方法030
3.3不同鋰電池材料的快速充電特徵031
3.450A·h LTO電芯及模組的快速充電測試033
3.4.1電芯測試033
3.4.2模組測試036
參考文獻040
第4章鋰離子電池納米電極材料041
4.1前言041
4.2基於脫嵌機理的電極材料的納米效應041
4.3正極納米結構磷酸金屬鋰材料044
4.4負極鈦基納米材料045
4.5轉換電極046
4.6負極鋰合金049
4.7納米結構碳用作負極活性材料050
4.8碳基納米複合材料053
4.9結論054
參考文獻054
第5章未來電動汽車和混合電動汽車體系對電池的要求及其潛在新功能060
5.1概述060
5.2電池的功率性能分析061
5.3汽車的基本性能設計063
5.4熱分析和設計065
5.5建立電池組體系065
5.6鋰離子電池的高功率性能066
參考文獻068
第6章電動汽車電池製造成本069
6.1概述069
6.2性能與成本模型070
6.2.1電芯和電池組設計類型070
6.2.2性能建模071
6.2.3成本建模073
6.3影響價格的電池參數075
6.3.1功率和能量075
6.3.2電池化學成分077
6.3.3電極厚度的限制079
6.3.4可用荷電狀態以及使用壽命的相關注意事項080
6.3.5電芯容量並聯電芯結構082
6.3.6電池組集成組件082
6.4價格評估上的不確定性083
6.4.1材料和固定設備084
6.4.2電極厚度084
6.4.3電芯容量084
6.4.4不確定性計算示例085
6.5生產規模的影響085
6.6展望086
參考文獻087
第7章電動汽車用鋰離子電池組089
7.1概述089
7.2鋰離子電池設計考慮的因素090
7.3可充電能源儲存系統092
7.3.1鋰離子電池單體電池092
7.3.2機械結構094
7.3.3電池管理系統和電子元件095
7.3.4熱管理系統097
7.4測試與分析099
7.4.1分析工具100
7.4.2標準化100
7.5電動汽車可充電儲能系統的套用100
7.5.1尼桑聆風(Nissan Leaf)101
7.5.2雪佛蘭沃藍達(Chevrolet Volt)101
7.5.3福特福克斯(Ford Focus)BEV102
7.5.4豐田普瑞斯PHEV102
7.5.5三菱“I”103
7.6結論103
參考文獻104
第8章Voltec系統——儲能以及電力推動105
8.1概述105
8.2電動汽車簡史105
8.3增程式電動汽車109
8.4Voltec推動系統112
8.5Voltec驅動單元以及汽車運行模式114
8.5.1驅動單元運行114
8.5.2司機選擇模式115
8.6電池經營策略116
8.7開發及生效過程118
8.8汽車場地經驗119
8.9總結121
參考文獻123
第9章鋰離子電池套用於公共汽車：發展及展望124
9.1概述124
9.1.1背景和範圍124
9.1.2電力驅動在公交汽車中的配置趨勢124
9.2在電力驅動公交汽車中整合鋰離子電池126
9.3基於LIB充電儲能系統(RESS)的HEB/EB公共汽車128
9.3.1使用鋰離子電池的公共汽車綜述128
9.3.2FTA先進公共汽車示範與配置項目132
9.4經驗積累、進展以及展望135
9.4.1案例研究以及從LIB公共汽車運行中學習到的安全經驗135
9.4.2LIB用於公共汽車市場：預測和展望136
參考文獻140
第10章採用鋰離子電池的電動汽車和混合電動汽車144
10.1概述144
10.1.1鋰離子電池的革新144
10.1.2電動汽車分類144
10.2HEVs147
10.2.1奧迪O5混合電動汽車(全混HEV)147
10.2.2寶馬ActiveHybrid 3(全混HEV)147
10.2.3寶馬ActiveHybrid 5(全混HEV)147
10.2.4寶馬ActiveHybrid 7(輕混合EV)148
10.2.5寶馬Concept Active Tourer(PHEV)149
10.2.6寶馬i8(PHEV)150
10.2.7本田(謳歌)NSX(PHEV)151
10.2.8英菲尼迪EMERGE(EREV)151
10.2.9英菲尼迪M35h(全混EV)152
10.2.10賓士S400混動(輕混EV)152
10.2.11賓士E300 BlueTEC HYBRID(全混EV)153
10.2.12賓士Vision S500插電式混合電動汽車(PHEV)153
10.2.13豐田Prius插電混合電動汽車(PHEV)154
10.2.14豐田Prius+(全混EV)155
10.2.15沃爾沃V60插電混合電動汽車(PHEV)155
10.3BEVs和EREVs157
10.3.1比亞迪e6(BEV)157
10.3.2寶馬ActiveE(BEV)157
10.3.3寶馬i3(EV&也可作為EREV)158
10.3.4雪佛蘭Spark EV 2014(BEV)158
10.3.5雪佛蘭Volt(EREV)159
10.3.6雪鐵龍C-Zero(BEV)160
10.3.7雪鐵龍電動Berlingo(BEV)160
10.3.8菲亞特500e(BEV)162
10.3.9福特Focus EV(BEV)162
10.3.10本田FIT EV(BEV)162
10.3.11英菲尼迪LE 概念車(BEV)163
10.3.12Mini E(BEV)164
10.3.13三菱i-MiEV(BEV)164
10.3.14尼桑e-NV200(BEV)164
10.3.15尼桑Leaf(BEV)165
10.3.16歐寶Ampera(EREV)165
10.3.17標緻iOn(BEV)165
10.3.18雷諾Fluence Z.E.(BEV)167
10.3.19雷諾Kangoo Z.E.(BEV)167
10.3.20雷諾Zoe Z.E.(BEV)168
10.3.21Smart Fortwo電動車(BEV)168
10.3.22Smart ED Brabus(BEV)169
10.3.23Smart Fortwo Rinspeed Dock+Go(BEV或EREV)169
10.3.24特斯拉Roadster(BEV)169
10.3.25豐田eQ(BEV)170
10.3.26沃爾沃C30(BEV)171
10.3.27Zic kandi(BEV)171
10.4電動微型汽車172
10.4.1Belumbury Dany(重型四輪)172
10.4.2雷諾Twizy(輕型和重型四輪車)172
10.4.3Tazzari Zero(重型四輪車)173
10.5城市運輸車輛新概念173
10.5.1奧迪Urban Concept173
10.5.2歐寶RakE174
10.5.3PSA VELV174
10.5.4大眾Nils175
10.6結論175
第11章PHEV電池設計面臨的挑戰以及電熱模型的機遇177
11.1概述177
11.2理論178
11.3設定描述179
11.4提取模型參數180
11.4.1熱對流180
11.4.2熱阻183
11.4.3熱容184
11.5結果和討論185
11.5.1校準開發的模型185
11.5.2確定開發的模型188
11.5.3傳熱係數變化189
11.6結論190
附錄190
參考文獻191
第12章電動汽車用固態鋰離子電池194
12.1概述194
12.1.1汽車發展環境194
12.1.2汽車用可充電電池194
12.1.3電動汽車和混合電動汽車的發展趨勢和相關問題195
12.1.4對電動汽車用新型鋰離子電池的期望196
12.2全固態鋰離子電池196
12.2.1全固態鋰離子電池的優點196
12.2.2Li+導電固態電解液197
12.2.3全固態鋰離子電池的問題199
12.2.4總結205
12.3結論205
參考文獻206
第13章可再生能源儲能以及電網備用鋰離子電池207
13.1概述207
13.2套用207
13.2.1與PV系統共用的住宅區電池儲能207
13.2.2分散式電網中的季度電池儲能210
13.3系統概念和拓撲結構212
13.3.1交流耦合PV電池系統213
13.3.2直流耦合PV電池系統213
13.4組件和需求215
13.4.1電池系統215
13.4.2電力電子215
13.4.3能源管理系統215
13.4.4通信設施216
13.5結論217
參考文獻217
第14章衛星鋰離子電池219
14.1概述219
14.2衛星任務219
14.2.1GEO衛星220
14.2.2LEO衛星221
14.2.3MEO/HEO衛星(中地球軌道或者高地球軌道)222
14.3衛星用鋰離子電池223
14.3.1主要產品規格224
14.3.2資格鑑定計畫226
14.4衛星電池技術和供應商228
14.4.1ABSL228
14.4.2三菱電氣公司230
14.4.3Quallion公司232
14.4.4Saft237
14.5結論241
參考文獻242
第15章鋰離子電池管理244
15.1概述244
15.2電池組管理的結構和選擇245
15.3電池管理功能246
15.3.1性能管理246
15.3.2保護功能247
15.3.3輔助功能248
15.3.4診斷功能248
15.3.5通信功能248
15.4電荷狀態控制器248
15.4.1基於電壓估算SoC值248
15.4.2基於電流估算SoC值(安時積分法)249
15.4.3聯合基於電流與基於電壓的方法249
15.4.4根據阻抗測試來估算SoC值251
15.4.5基於模型的方法251
參考文獻253
第16章鋰離子電池組電子選項255
16.1概述255
16.2基本功能255
16.3監控256
16.4測量257
16.5計算258
16.6通信259
16.7控制260
16.8單電芯鋰離子電池設備(3.6V)261
16.8.1手機、平板電腦、音樂播放器和耳機261
16.8.2工業、醫療及商業設備263
16.9雙電芯串聯電池設備(7.2V)263
16.9.1平板電腦、上網本和小型筆記本電腦263
16.9.2車載電台、工業、醫療和商業設備263
16.103～4個電芯串聯電池設備(一般10.8～14.4V)264
16.10.1筆記本電腦264
16.10.2工業、醫療和商業設備264
16.115～10電芯串聯電池設備265
16.11.1電動工具、草坪和花園工具265
16.11.2汽車SLI電池266
16.1210～20電芯串聯電池267
16.12.1電動腳踏車268
16.12.248V通信系統及不間斷電源268
16.13超大陣列電池系統269
16.13.1汽車：混合動力及插電式混合動力汽車270
16.13.2汽車：純電動汽車270
16.13.3電網儲能和穩定系統270
16.14結論270
參考文獻271
第17章商業鋰離子電池的安全性272
17.1概述272
17.2攜帶型設備用商業鋰電池組273
17.3商業鋰離子電池的局限性273
17.4商業鋰離子電池的質量控制281
17.5商業鋰離子電池的安全認證過程282
17.6結論284
參考文獻285
第18章鋰離子電池安全性287
18.1概述287
18.2系統層面的安全性288
18.3電芯層面的安全性290
18.4濫用耐受測試291
18.4.1熱失控耐受以及熱穩定性測試291
18.4.2電濫用耐受測試292
18.4.3機械濫用耐受測試293
18.4.4對可控內部短路測試的需求294
18.5內部短路和熱失控297
18.6大型電池及其安全性301
18.7鋰沉積302
參考文獻304
第19章鋰離子電池組件及它們對大功率電池安全性的影響306
19.1概述306
19.2電解液307
19.2.1控制SEI膜307
19.2.2鋰鹽的安全問題308
19.2.3針對過充的保護措施309
19.2.4阻燃劑309
19.3隔膜311
19.4陰極的熱穩定性312
19.5Li4Ti5O12/LiFePO4：最安全、最強大的組合314
19.6其他影響安全性的參數316
19.6.1設計316
19.6.2電極工程316
19.6.3電流限制自動復位裝置317
19.7結束語317
參考文獻318
第20章鋰離子電池材料的熱穩定性324
20.1概述324
20.2電池安全的基本考慮324
20.3電解液被負極化學還原325
20.3.1石墨電極325
20.3.2矽/鋰合金327
20.4電解液的熱分解328
20.4.1LiPF6/碳酸烷基酯混合溶劑電解液328
20.4.2LiPF6/二氟乙酸甲酯電解液330
20.5電解液在正極的氧化反應333
20.5.1LiCoO2333
20.5.2FeF3334
20.6濫用測試的安全評估335
20.6.1安全設備336
20.7總結337
參考文獻337
第21章鋰離子電池的環境影響339
21.1概述339
21.2鋰離子電池回收的益處339
21.3鋰離子電池環境影響340
21.3.1電池組成341
21.3.2電池材料供應鏈342
21.3.3電池裝配344
21.3.4電池對電動車輛生命周期環境影響的貢獻345
21.4鋰離子電池回收技術概述及分析347
21.4.1高溫冶金回收過程347
21.4.2BIT回收過程349
21.4.3中間物理回收過程350
21.4.4直接物理回收過程351
21.4.5回收過程分析351
21.5影響回收的因素354
21.6總結355
參考文獻356
第22章回收動力電池作為未來可用鋰資源的機會與挑戰358
22.1資源危機358
22.2鋰儲備和鋰資源的地理分布361
22.2.1鋰資源概述361
22.2.2鋰儲量分布的特徵362
22.3未來電力汽車對鋰需求的影響364
22.4目前不同研究中採用的回收額度綜述366
22.5不同回收額度對鋰可用性的影響368
22.6結論370
參考文獻370
第23章生產商、材料以及回收技術374
23.1鋰離子電池生產商374
23.1.1公司概述374
23.2電池生產的材料以及成本378
23.3回收380
23.3.1電池回收方面的法律條款、經濟和環境友好原則380
23.3.2可充電電池回收過程381
23.3.3一些電池回收的工業方法382
23.3.4電池回收總述386
參考文獻387
第24章鋰離子電池產業鏈——現狀、趨勢以及影響389
24.1概述389
24.2鋰離子電池市場389
24.3電池和材料生產過程390
24.3.1當前成本結構391
24.3.2中期成本結構以及利潤率394
24.3.3長期成本結構(2015～2020年)395
24.4產業鏈結構以及預期改變396
24.4.1陰極和其他材料396
24.4.2電池生產397
參考文獻398
第25章鋰離子電池熱力學399
25.1概述399
25.2熱力學測量：程式和儀器400
25.3老化前的熱力學數據：評估電池成分401
25.4過充電池的熱力學402
25.4.1概述402
25.4.2過充老化方法403
25.4.3放電特徵403
25.4.4OCP曲線404
25.4.5熵和焓曲線404
25.5熱老化電池的熱力學408
25.5.1概述408
25.5.2熱老化方法408
25.5.3放電特徵408
25.5.4OCP曲線410
25.5.5熵及焓曲線410
25.6長時循環電池的熱力學415
25.6.1概述415
25.6.2老化方法415
25.6.3放電特性415
25.6.4OCP曲線416
25.6.5熵及焓曲線416
25.7熱力學記憶效應420
25.8結論422
參考文獻424
索引427
