目錄
前言
第1章 鋰離子電池及其市場概述 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 鋰離子電池市場分析 5
1.2.1 市場驅(qū)動力 5
1.2.2 市場分布 6
1.2.3 主要市場參與者 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 電池層級測試技術(shù) 139
3.1 電性能測試 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 安全性能測試 150
3.2.1 電氣安全性能 150
3.2.2 機械安全性能 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射線計算機斷層成像 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 粉末振實密度測量 195
4.7.2 粉末電阻測量 195
4.7.3 比表面積和微孔測量 196
參考文獻(xiàn) 197
第5章 電化學(xué)性能測試技術(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 過充電失效 229
6.2.6 過放電失效 230
6.2.7 機械損傷失效 231
6.2.8 低溫/高溫失效 231
6.3 電池失效機制分析 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 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 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)測方法分類 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)動的方法 269
7.3.1 濾波方法 270
7.3.2 機器學(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)動融合法 279
7.4.2 多種數(shù)據(jù)驅(qū)動融合法 280
7.5 SOH估算和預(yù)測方法的對比分析 281
7.6 SOH估算和預(yù)測方法的挑戰(zhàn) 283
參考文獻(xiàn) 284
第8章 國內(nèi)鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn) 291
8.1 標(biāo)準(zhǔn)介紹 292
8.1.1 《電力儲能用鋰離子電池》（GB/T 36276—2023） 292
8.1.2 《電力儲能用鋰離子電池退役技術(shù)要求》（GB/T 43540—2023） 304
8.1.3 《電動汽車用動力蓄電池安全要求》（GB 38031—2025） 308
8.1.4 《電動汽車用動力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗方法》
（GB/T 31484—2015） 317
8.1.5 《電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗方法》
（GB/T 31486—2024） 319
8.1.6 《電動自行車用鋰離子蓄電池》（GB/T 36972—2018） 323
8.1.7 《電動摩托車和電動輕便摩托車用鋰離子電池》（GB/T 36672—2018） 328
8.1.8 《電動平衡車、滑板車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)計與驗證要求》（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 安全性評估的統(tǒng)一性與差異 355
8.2.3 測試方法的標(biāo)準(zhǔn)化與差異化 356
8.3 鋰離子電池檢測標(biāo)準(zhǔn)的實施與影響 356
8.3.1 標(biāo)準(zhǔn)的實施情況 356
8.3.2 標(biāo)準(zhǔn)對電池性能提升的影響 358
參考文獻(xiàn) 359