第1章 概述 1
1.1 锂离子电池的发展历史 1
1.2 锂离子电池原理 2
1.3 锂离子电池的主要参数 3
1.4 锂离子电池的特点 8
1.5 锂离子电池的分类 10
1.6 锂离子电池的制造 12
1.7 锂离子电池的应用 14
第2章 锂离子电池安全性原理 18
2.1 概述 18
2.2 锂离子电池的电化学原理 20
2.2.1 电极／溶液界面双电层和电位差 20
2.2.2 电极过程动力学 20
2.2.3 电池的电动势 21
2.2.4 电池的热效应 23
2.3 锂离子电池的材料学原理 24
2.3.1 正极材料 24
2.3.2 负极材料 32
2.3.3 隔膜材料 33
2.3.4 电解质材料 35
2.3.5 SEI膜 36
2.4 锂离子电池安全性的机理 37
2.4.1 充放电特性 37
2.4.2 容量衰减机理 39
2.4.3 高温热反应机制 47
2.4.4 燃烧机理 52
2.4.5 爆炸机理 54
第3章 锂离子电池安全性的影响因素 56
3.1 概述 56
3.2 材料对锂离子电池安全性的影响 57
3.2.1 正极材料 57
3.2.2 负极材料 58
3.2.3 电解液 59
3.2.4 隔膜 59
3.2.5 SEI膜 59
3.3过充过放对安全性的影响 60
3.3.1 过充电引起的安全性问题 60
3.3.2 过放电引起的安全性问题 62
3.4 内部短路对安全性的影响 63
3.5 内部热生成对安全性的影响 64
3.6 循环次数对安全性的影响 67
3.7 制造工艺及制造过程与电池的安全性 67
3.8 使用环境对安全性的影响 68
第4章 锂离子电池安全性的设计方法 69
4.1 概述 69
4.2 锂离子电池材料方面的措施 70
4.2.1 电池材料的选择 70
4.2.2 加入过充保护剂 73
4.2.3 加入阻燃添加剂 75
4.2.4 热敏感添加剂 78
4.2.5 材料表面包覆 78
4.2.6 材料掺杂改性 79
4.2.7 隔膜防护 80
4.3 锂离子电池结构的设计 81
4.3.1 单体锂离子电池内的安全机构 81
4.3.2 防爆设计 81
4.3.3 防过充设计 82
4.3.4 防过放设计 84
4.3.5 电极设计 85
4.4 锂离子电池充电器的设计 85
4.5 改进安全性的其他保护措施 86
第5章 锂离子电池安全性的测试技术 88
5.1 概述 88
5.2 电池材料分析测试技术 88
5.2.1 X射线衍射法 88
5.2.2 光谱法 89
5.2.3 电镜法 91
5.2.4 核磁共振法 92
5.3 电池反应机理测试技术 94
5.3.1 循环伏安法 94
5.3.2 交流阻抗法 96
5.3.3 电化学噪声测试技术 107
5.3.4 微电极技术 112
5.3.5 电化学石英晶体微天平 114
5.3.6 热与温度的测试技术 117
5.4 锂离子电池电化学性能测试 122
5.4.1 充电性能测试 122
5.4.2 放电性能测试 123
5.4.3 容量测试 124
5.4.4 高低温性能测试 125
5.4.5 能量和比能量测试 125
5.4.6 功率和比功率测试 126
5.4.7 储存性能及自放电测试 126
5.4.8 内阻测试 126
5.4.9 内压测试 127
5.4.10 寿命测试 128
5.5 锂离子电池安全性的综合测试 129
5.5.1 电性能测试 129
5.5.2 机械测试 130
5.5.3 热测试 130
5.5.4 环境测试 131
5.6 锂离子电池安全性测试的相关标准 131
5.6.1 国际标准 131
5.6.2 国内标准 133
5.6.3 其他相关规范 134
第6章 锂离子电池安全性的管理系统 135
6.1 概述 135
6.2 基本概念 136
6.3 电池管理系统的功能 138
6.3.1 参数检测 138
6.3.2 状态管理 139
6.3.3 其他功能 140
6.4 电池管理系统的设计 141
6.4.1 主要参数及模型 141
6.4.2 充、放电控制 145
6.4.3 荷电状态检测 148
6.4.4 温度管理 150
6.4.5 均衡 151
6.4.6 能量回收 152
6.4.7 热管理 152
6.4.8 电路保护 153
6.4.9 数据通信方式 154
6.4.10 实例 154
6.5 电池管理系统的发展趋势 157
参考文献 159