目錄
序
前言
第1章 鋰離子電池系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.1 鋰離子電池概念 1
1.2 鋰離子電池發(fā)展簡(jiǎn)史 2
1.3 鋰離子電池體系 3
1.3.1 正極體系 3
1.3.2 負(fù)極體系 10
1.3.3 電解質(zhì)體系 13
1.4 鋰離子電池的分類和技術(shù)特點(diǎn) 15
1.5 鋰離子電池系統(tǒng)簡(jiǎn)介 17
1.5.1 鋰離子電池系統(tǒng)的組成 17
1.5.2 鋰離子電池系統(tǒng)的發(fā)展歷程 18
參考文獻(xiàn) 19
第2章 儲(chǔ)能用鋰離子電池系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀 21
2.1 鋰離子電池儲(chǔ)能市場(chǎng) 21
2.2 儲(chǔ)能用鋰離子電池技術(shù) 24
2.2.1 單體鋰離子電池技術(shù) 24
2.2.2 鋰離子電池模組 25
2.2.3 鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng) 29
2.3 儲(chǔ)能系統(tǒng)安全事故情況 38
參考文獻(xiàn) 40
第3章 儲(chǔ)能用鋰離子電池系統(tǒng)的指標(biāo)體系與邊界條件 42
3.1 固定設(shè)施可再生能源供電系統(tǒng)指標(biāo)體系 42
3.1.1 電氣性能 43
3.1.2 安全性能 45
3.1.3 循環(huán)性能 46
3.1.4 環(huán)境適應(yīng)性 51
3.1.5 使用可靠性 52
3.1.6 考慮可再生能源消納的指標(biāo)體系 53
3.2 移動(dòng)式供電系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景分析及其指標(biāo)體系 54
3.3 偏遠(yuǎn)地區(qū)場(chǎng)景可再生能源供電指標(biāo)體系 58
3.3.1 典型偏遠(yuǎn)地區(qū)自然環(huán)境分析 58
3.3.2 可再生能源供電系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景分析 60
3.4 高功率裝備應(yīng)用場(chǎng)景及其指標(biāo)體系 61
3.4.1 高功率鋰離子電池及其電源系統(tǒng)現(xiàn)狀 61
3.4.2 儲(chǔ)能分系統(tǒng)的需求分析 62
3.5 大規(guī)模儲(chǔ)能的極端邊界條件 64
3.5.1 我國(guó)典型地區(qū)極端天氣條件調(diào)研 64
3.5.2 世界典型地區(qū)極端天氣條件調(diào)研 65
3.6 極端條件對(duì)電池影響的模擬仿真研究及其邊界條件確定 67
3.6.1 基本模型理論 68
3.6.2 建模流程 72
3.6.3 常規(guī)/極端環(huán)境下界面副反應(yīng)特性及仿真模型 74
參考文獻(xiàn) 77
第4章 鋰離子電池性能衰減機(jī)制與抑制策略 78
4.1 正極性能衰變 79
4.1.1 磷酸鐵鋰正極性能衰變 79
4.1.2 其他正極性能衰變 91
4.2 負(fù)極性能衰變 95
4.2.1 石墨負(fù)極性能衰變 96
4.2.2 鈦酸鋰負(fù)極性能衰變 99
4.3 非活性物質(zhì)性能衰變 100
4.3.1 隔膜性能衰變 100
4.3.2 集流體性能衰變 101
4.4 表征電池材料衰減的先進(jìn)研究手段 102
4.5 全電池性能衰減 104
4.5.1 電解液對(duì)衰變特性影響 105
4.5.2 電極設(shè)計(jì)對(duì)衰變特性的影響 106
4.5.3 電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)性能衰減的影響 107
4.6 電池工作條件對(duì)衰變的影響 109
4.6.1 溫度的影響 109
4.6.2 SOC的影響 111
4.6.3 電流的影響 112
4.7 電池系統(tǒng)的老化機(jī)理 113
4.8 本章小結(jié) 115
第5章 鋰離子電池的熱特性與安全性 116
5.1 鋰離子電池的安全特性 116
5.1.1 電池的燃燒三角與熱失控演變 118
5.1.2 機(jī)械濫用及其熱失控演變 119
5.1.3 電濫用及其熱失控演變 126
5.1.4 熱濫用與熱失控演變 127
5.2 電池?zé)岚踩�技術(shù)策略 129
5.2.1 降低單體級(jí)熱失控危險(xiǎn)的對(duì)策 131
5.2.2 減少系統(tǒng)級(jí)的熱失控蔓延 136
第6章 鋰離子電池及其系統(tǒng)的失效與失控 140
6.1 鋰離子電池失效機(jī)理 140
6.1.1 鋰離子電池失效的表現(xiàn) 140
6.1.2 鋰離子電池失效常見的分析方法 144
6.2 鋰離子電池?zé)崾Э貦C(jī)理 146
6.2.1 鋰離子電池的熱失控過程 146
6.2.2 鋰離子電池的熱失控蔓延 147
6.2.3 鋰離子電池?zé)崾Э氐年P(guān)鍵參數(shù) 148
6.3 鋰離子電池系統(tǒng)的失效與失控 150
6.3.1 鋰離子電池系統(tǒng)的組成 150
6.3.2 鋰離子電池系統(tǒng)的安全分析 150
6.4 本章小結(jié) 152
第7章 儲(chǔ)能用鋰離子電池管控技術(shù) 153
7.1 電池組高可靠性電池管理系統(tǒng)及主動(dòng)均衡技術(shù) 153
7.1.1 關(guān)鍵技術(shù) 153
7.1.2 研究方向 154
7.2 電池組高性能健康狀態(tài)評(píng)估技術(shù) 155
7.2.1 關(guān)鍵技術(shù) 156
7.2.2 研究方向 157
7.3 電池組高效熱控及精準(zhǔn)防護(hù)技術(shù) 159
7.3.1 關(guān)鍵技術(shù) 160
7.3.2 研究方向 162
7.4 智能化安全狀態(tài)預(yù)警與控制技術(shù) 162
7.4.1 關(guān)鍵技術(shù) 163
7.4.2 研究方向 165
7.5 高壓電池組高效率柔性成組技術(shù) 166
7.5.1 關(guān)鍵技術(shù) 167
7.5.2 研究方向 170
7.6 電池組低溫加熱技術(shù) 171
7.6.1 關(guān)鍵技術(shù) 171
7.6.2 研究方向 172
參考文獻(xiàn) 173
第8章 鋰離子電池壽命預(yù)測(cè)及系統(tǒng)可靠性評(píng)估 175
8.1 電池單體健康狀態(tài)估計(jì)與延壽技術(shù) 175
8.1.1 電池性能退化機(jī)理 175
8.1.2 電池容量衰退模型 178
8.1.3 電池健康狀態(tài)評(píng)估 180
8.1.4 電池壽命預(yù)測(cè) 181
8.1.5 電池延壽技術(shù) 185
8.2 電池組系統(tǒng)可靠性評(píng)估 185
8.2.1 電池組系統(tǒng)容量衰減機(jī)理 185
8.2.2 電池系統(tǒng)可靠性建模與分析 186
8.2.3 電池系統(tǒng)可靠性提升技術(shù) 189
8.3 總結(jié)與展望 193
第9章 鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)災(zāi)害預(yù)警與防控技術(shù) 195
9.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)災(zāi)害預(yù)警概念 195
9.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控演化過程 196
9.2.1 電池內(nèi)部反應(yīng)時(shí)序規(guī)律 197
9.2.2 特征溫度規(guī)律 197
9.2.3 熱失控產(chǎn)氣規(guī)律 198
9.2.4 內(nèi)短路機(jī)理 199
9.3 儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù) 199
9.3.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控監(jiān)控預(yù)警信號(hào) 200
9.3.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控災(zāi)害預(yù)警技術(shù) 201
9.3.3 儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控災(zāi)害防控技術(shù) 204
9.4 本章小結(jié) 206
第10章 電池儲(chǔ)能系統(tǒng)創(chuàng)新消防技術(shù) 207
10.1 電池儲(chǔ)能系統(tǒng)消防滅火需求 207
10.2 電池儲(chǔ)能系統(tǒng)消防滅火技術(shù) 210
10.2.1 傳統(tǒng)滅火劑在鋰離子電池火災(zāi)中的應(yīng)用 210
10.2.2 新型滅火劑在鋰離子電池火災(zāi)中的應(yīng)用 212
10.2.3 氣液復(fù)合滅火方式在鋰離子電池火災(zāi)中的應(yīng)用 215
10.3 電池儲(chǔ)能系統(tǒng)消防設(shè)計(jì) 216
10.3.1 總體設(shè)計(jì) 218
10.3.2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 219
10.3.3 滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì) 219
10.3.4 控制邏輯設(shè)計(jì) 219
10.4 本章小結(jié) 221
第11章 鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 223
11.1 儲(chǔ)能用鋰離子電池測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 223
11.1.1 儲(chǔ)能用鋰離子電池單體測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 223
11.1.2 儲(chǔ)能用鋰離子電池模塊測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 233
11.1.3 儲(chǔ)能用鋰離子電池簇測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 236
11.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 238
11.2.1 電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 238
11.2.2 功率控制測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 241
11.2.3 過載能力測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 248
11.2.4 低電壓穿越測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 248
11.2.5 高電壓穿越測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 252
11.2.6 電能質(zhì)量測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 253
11.2.7 保護(hù)功能測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 255
11.2.8 充放電響應(yīng)、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換時(shí)間測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 257
11.2.9 額定能量、額定功率能量轉(zhuǎn)換效率測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù) 259
11.3 本章小結(jié) 261