电动汽车用锂离子动力电池设计与制造技术
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作者王芳
出版社科学出版社
ISBN9787030786906
出版时间2024-06
装帧平装
开本其他
定价150元
货号1203303265
上书时间2024-06-29
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目录
目录Contents
丛书序
前言
第1章 电池技术综述1
1.1 动力电池基本工作原理2
1.1.1 超级电容器基本工作原理6
1.1.2 镍氢电池基本工作原理7
1.1.3 锂离子电池基本工作原理8
1.2 动力电池发展历史9
1.2.1 超级电容器发展历史9
1.2.2 镍氢电池发展历史11
1.2.3 锂离子电池发展历史13
1.3 动力电池发展趋势16
1.3.1 各国动力电池规划17
1.3.2 动力电池发展趋势34
参考文献40
第2章 电池产品设计41
2.1 总体方案设计流程42
2.2 产品开发范围的确认45
2.3 产品开发需求分析和确认46
2.3.1 产品需求概述46
2.3.2 电动汽车的应用场景分析47
2.3.3 动力电池相关法律法规及行业规范49
2.3.4 动力电池产品需求构成及分析50
2.4 产品初始概念方案设计55
2.4.1 产品总体结构和架构56
2.4.2 产品的结构及功能分析59
2.5 产品开发可行性分析和风险评估61
参考文献63
第3章 动力电池结构设计67
3.1 概述68
3.1.1 不同结构动力电池的发展历史68
3.1.2 不同结构动力电池圆柱形、方形和软包电池优劣势分析70
3.1.3 不同结构动力电池发展趋势71
3.2 圆柱形电池结构72
3.2.1 圆柱形电池分类72
3.2.2 圆柱形电池结构设计72
3.3 方形动力电池结构设计77
3.3.1 方形动力电池外形尺寸77
3.3.2 方形卷绕动力电池结构设计78
3.3.3 方形叠片动力电池结构设计86
3.4 软包动力电池结构设计88
3.4.1 软包动力电池外形尺寸88
3.4.2 软包动力电池结构设计88
3.5 动力电池尺寸公差设计90
3.5.1 公差设计的意义90
3.5.2 公差分析的方法91
3.5.3 电池的公差设计91
参考文献92
第4章 电化学设计93
4.1 电池内部电化学反应动力学及热效应94
4.1.1 电极反应简介94
4.1.2 锂离子电池电极过程动力学95
4.1.3 锂离子电池充放电过程的热效应102
4.2 动力电池材料类型及选配104
4.2.1 正极材料104
4.2.2 负极材料115
4.2.3 电解液123
4.2.4 隔膜128
4.2.5 其他辅助材料131
4.3 体系配方设计136
4.3.1 正负极体系介绍136
4.3.2 配方设计137
4.3.3 浆料和电极的评价与改善139
4.4 电极电化学设计146
4.4.1 正负极容量匹配设计146
4.4.2 正负极动力学匹配设计147
4.4.3 相关电极提升技术148
参考文献159
第5章 安全设计技术162
5.1 概述163
5.2 热安全设计164
5.2.1 电池受热链式反应机制164
5.2.2 电池热安全性影响因素166
5.3 机械安全设计173
5.3.1 针刺173
5.3.2 挤压177
5.4 电安全设计179
5.4.1 过充电179
5.4.2 过放电183
5.4.3 外短路184
5.4.4 内短路187
5.5 析锂预防与识别189
5.5.1 析锂的原因和影响189
5.5.2 析锂检测方法192
5.5.3 析锂的设计改善193
5.6 全周期安全设计195
5.6.1 全周期安全性能演变表现195
5.6.2 全周期安全可靠性设计197
5.6.3 电池健康状态评价198
5.7 电池安全评价方法201
5.7.1 国际动力电池标准201
5.7.2 国内动力电池标准202
5.7.3 国内外动力电池标准对比204
参考文献206
第6章 仿真设计技术209
6.1 结构仿真210
6.1.1 结构仿真概述210
6.1.2 结构仿真使用的软件、目的、意义211
6.1.3 结构仿真分析模型的建立212
6.1.4 仿真材料参数的获取215
6.1.5 结构仿真的评价方法216
6.1.6 结构仿真常用的优化方案218
6.1.7 仿真分析的应用案例220
6.1.8 总结与展望225
6.2 电化学仿真226
6.2.1 电化学仿真技术概述226
6.2.2 电化学仿真模型类型226
6.2.3 电化学仿真模型建立230
6.2.4 电化学模型参数化233
6.2.5 模型验证236
6.2.6 与多物理场的结合与拓展239
6.2.7 电化学仿真技术研究与应用241
6.2.8 总结与展望243
6.3 热仿真243
6.3.1 锂电池热仿真技术概述243
6.3.2 模型输入参数246
6.3.3 产热仿真247
6.3.4 产热特性分析249
6.3.5 热仿真技术研究与应用251
6.3.6 总结与展望253
6.4 寿命仿真253
6.4.1 锂电池老化机理253
6.4.2SEI生长老化模型256
6.4.3 日历老化模型验证257
6.4.4 日历老化分析258
6.4.5 活性物质损失老化模型260
6.4.6 循环老化实验数据集验证261
6.4.7 寿命仿真技术研究与应用262
6.4.8 总结与展望264
参考文献264
第7章 电池制造技术267
7.1 锂离子电池制造原理268
7.2 动力电池结构与工艺流程269
7.2.1 动力电池制造工艺269
7.2.2 方形动力电池制造工艺271
7.2.3 圆柱形动力电池制造工艺278
7.2.4 软包电池制造工艺279
7.2.5 电池制造关键工艺控制283
7.3 电池制造设备288
7.3.1 制浆设备288
7.3.2 极片涂布设备299
7.3.3 电芯制造设备306
7.4 电池制造质量体系建立314
7.4.1 动力电池产品质量控制的几个阶段315
7.4.2 供应商质量管理316
7.4.3 过程质量控制316
7.4.4 成品的质量管理（OQC）319
7.4.5 产品的ORT可靠性测试管理319
7.5 动力电池智能制造工厂建设320
7.5.1 智能制造工厂建设的原则与内容320
7.5.2 电池智能工厂硬件集成325
7.5.3 锂电数字化车间数据集成330
7.5.4 电池无人工厂334
参考文献335
内容摘要
本书内容根据作者多年从事电动汽车用锂离子动力电池设计与制造工作积累的经验，结合电池应用场景及性能特点，对锂离子动力电池设计开发及制造工艺进行了系统论述，使读者了解电池设计及工艺参数控制重点，可用于指导锂离子动力电池的设计开发及制备。本书共七章，分别论述了电池技术发展趋势、产品设计、结构设计、电化学设计、安全设计、仿真设计及制造技术。
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