锂离子电池手册 锂电池关键技术书籍 新能源汽车行业技术人员参考书籍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] 赖纳?科特豪尔 著

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店铺： 荣丰通达图书专营店

出版社： 机械工业

ISBN：9787111595366

商品编码：28116188765

基本信息

本手册介绍的锂离子电池是一种非常重要的能量存储类型，并与各行各业密切相关。由于锂离子电池快速的能量转化能力、可分体式的安装、良好的可扩展性和广泛的使用范围（包括可移动设备领域和固定设备领域），使得锂离子电池在各个行业都发挥着重要作用。这本书不仅是一本详细描述锂离子电池技术方面的手册，还对电池生产、回收、标准化、电气和化学安全方面进行了阐述，这些内容对今后新能源的全面建立是非常有意义的。本书适合新能源电池产业技术人员、新能源汽车行业技术人员阅读使用，也可供大专院校相关师生阅读参考。

前言
编辑的话
一部分　储能／电池概述
１章　储能／电池概述３ 
二部分　锂离子电池
２章　锂离子电池概述１１ 
３章　材料和功能１７ 
４章　锂离子电池的正极材料２５ 
５章　锂离子电池的负极材料３５ 
６章　电解质和导电盐４７ 
７章　隔离膜５９ 
８章　锂离子电池的结构７１ 
９章　锂离子电池单体８０ 
１０章　锂电池的密封和橡胶部件９０ 
１１章　传感器和测量技术９８ 
１２章　继电器、开关、线束和插接件１０５ 
１３章　电池热管理１２１ 
１４章　电池管理１３０ 
１５章　软件１３９ 
１６章　电池技术发展趋势１４６ 
三部分　电池生产
１７章　锂离子电池单体的生产流程１６３ 
１８章　锂离子电池单体和电池的生产工艺１７６ 
１９章　电池单体生产工厂的建设１８５ 
２０章　生产制造过程中的检测方法１９４ 
四部分　其他课题
２１章　锂离子电池开发、生产和回收的边缘领域２０５ 
２２章　锂离子电池开发和应用时的工作安全２０７ 
２３章　化学安全保护２１５ 
２４章　电气安全保护２２７ 
２５章　汽车的功能安全２３４ 
２６章　锂离子电池的功能和安全测试２４６ 
２７章　锂电池和锂离子电池的运输２５７ 
２８章　锂离子电池的回收２６５ 
２９章　电池生产人员的教育和培训２７４ 
３０章　锂离子电池安全和性能标准２８４ 
五部分　电池应用
３１章　锂离子电池的应用范围２９５ 
３２章　电池在电动车辆上的应用需求３０３ 
３３章　电池在固定储能上的应用需求３２３ 

《锂离子电池实用技术指南》 书籍简介 本书旨在为锂离子电池行业的技术人员，特别是新能源汽车领域的工程师、研发人员、生产工艺师以及质量控制人员，提供一本全面、实用且深入的技术参考。锂离子电池作为现代储能技术的核心，其发展对新能源汽车、消费电子、智能电网等多个关键领域具有举足轻重的影响。本书聚焦于锂离子电池在实际应用中的关键技术环节，旨在帮助读者系统性地理解和掌握从基础原理到前沿技术的全过程，从而有效提升研发效率、优化生产工艺、保障产品质量，并为未来技术的创新奠定坚实基础。 第一部分：锂离子电池基础理论与原理 本部分将从最基础的层面出发，为读者构建扎实的理论基础。我们将详细解析锂离子电池的工作原理，包括正负极材料的电化学反应机理、电解液的作用及离子传输过程、隔膜的功能与选择标准等。 电化学基础： 深入阐述法拉第定律、能斯特方程等电化学基本定律在锂离子电池中的应用，解释电势、内阻、容量等核心参数的物理意义。 材料科学视角： 详细介绍当前主流锂离子电池正负极材料的晶体结构、电化学性能（如比容量、电压平台、循环稳定性）、结构演变机理及其优缺点。我们将覆盖钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）、镍钴锰酸锂（NCM）、镍钴铝酸锂（NCA）等正极材料，以及石墨、硅基负极、钛酸锂（LTO）等负极材料。同时，也会探讨新型正负极材料的研发动态和潜在应用前景。 电解液与隔膜： 剖析电解液的组分（溶剂、锂盐、添加剂）对电池性能的影响，包括离子电导率、热稳定性、安全性能等方面。重点介绍有机碳酸酯类电解液以及固态电解液的发展趋势。深入分析隔膜的微观结构、孔隙率、厚度等参数对离子传输、安全性能（如热失控防护）的关键作用，以及陶瓷隔膜、聚合物隔膜等不同类型隔膜的特性。 电池设计与结构： 介绍不同类型的锂离子电池单元（如圆柱形、方形、软包）的设计原理、优缺点及其在不同应用场景下的适配性。深入解析电池内部结构，如集流体、涂层工艺、极耳设计等对电池性能和安全性的影响。 第二部分：关键技术环节深度解析 本部分将围绕锂离子电池的生产制造和性能优化中的核心技术展开详细论述，力求为读者提供详实的实践指导。 正负极材料制备与改性： 详细介绍固相法、液相法等主流正负极材料的合成工艺，包括原料选择、煅烧温度、气氛控制、粒径分布调控等关键工艺参数。重点讲解材料改性技术，如表面包覆、纳米化、掺杂等，如何有效提升材料的循环寿命、倍率性能和安全性。 浆料制备与涂布技术： 深入分析影响浆料性能的关键因素，包括活性物质、导电剂、粘结剂的配比选择，以及溶剂、添加剂的优化。详细介绍不同类型的涂布设备（如刮刀涂布、辊压涂布、狭缝挤出涂布）的工作原理、工艺参数（如涂布厚度、速度、干燥温度）对电极质量的影响。重点探讨均匀性、密实度、附着力等电极关键指标的控制技术。 辊压与化成技术： 详细阐述辊压工艺对电极密度、比表面积、离子扩散路径的影响。介绍不同辊压压力下的电极性能变化规律。深入讲解化成工艺（包括首次充放电）的原理，分析化成过程中 SEI 膜的形成机制、对电池性能的影响，以及化成过程中的参数优化（如电流密度、温度、截止电压）对电池容量、内阻和寿命的影响。 电芯组装与封装工艺： 详细介绍卷绕、叠片等主流电芯组装工艺的流程与关键控制点。重点讲解焊接技术（如超声波焊接、激光焊接）在极耳连接中的应用及其质量检测。针对不同封装形式（如铝壳、钢壳、铝塑膜）的特点，详细介绍其密封工艺、真空注液、封口等关键步骤。 电池管理系统（BMS）技术： 深入探讨BMS在锂离子电池组中的核心作用，包括SOC（荷电状态）、SOH（健康状态）、SOP（功率状态）估算算法，以及过充、过放、过温、过流等安全保护策略。介绍BMS的硬件架构、通信协议以及在新能源汽车等应用中的集成方式。 第三部分：性能评估、安全与可靠性 本部分将聚焦于锂离子电池的性能测试、安全评价以及提高电池可靠性的关键技术。 电池性能测试方法： 详细介绍不同类型电池性能的测试方法，包括容量测试、倍率性能测试、循环寿命测试、内阻测试等。重点讲解如何设计合理的测试方案，以及如何准确解读测试数据。 电池安全评价与防护： 深入分析锂离子电池热失控的诱因与发展过程，包括材料本身的不稳定性、内部短路、外部冲击等。详细介绍各种安全测试方法，如针刺试验、挤压试验、过充过放试验、热箱试验等。重点阐述电池安全设计策略，如热管理系统（TMS）、PTC（正温度系数）保护、泄压阀、隔膜的隔热性能等。 电池可靠性与寿命预测： 分析影响锂离子电池寿命的关键因素，包括充放电循环、高温环境、深度放电等。介绍常用的寿命预测模型和方法，以及如何通过加速寿命试验来评估电池的长期可靠性。 故障诊断与分析： 探讨锂离子电池常见的失效模式，如容量衰减、内阻升高、内短路、漏液等，并分析其成因。介绍常用的故障诊断工具与技术，如阻抗谱分析、红外热成像、气相色谱分析等，以及如何进行失效分析，为产品改进提供依据。 第四部分：前沿技术与发展趋势 本部分将展望锂离子电池领域的前沿技术和未来发展方向，为读者提供前瞻性的视野。 下一代锂离子电池技术： 详细介绍固态电池、锂硫电池、锂空气电池等新型电池技术的原理、材料体系、技术挑战与发展前景。 高能量密度与高功率密度技术： 探讨如何通过新型正负极材料（如富锂锰基、硅碳负极）、先进电解液技术以及优化电池结构来进一步提升电池的能量密度和功率密度，以满足新能源汽车等领域日益增长的需求。 智能制造与数字化技术： 介绍大数据、人工智能、物联网等技术在锂离子电池研发、生产、检测及回收等全生命周期中的应用，以及如何构建智能化的电池制造体系。 电池回收与梯次利用： 探讨锂离子电池回收的经济性、环保性以及技术挑战，介绍目前主流的回收方法，以及电池梯次利用在储能、低速电动车等领域的应用前景。 本书特色： 体系完整，内容详实： 从基础原理到前沿技术，涵盖了锂离子电池技术的核心内容，条理清晰，层层递进。 理论与实践结合： 紧密结合实际生产和研发需求，深入剖析关键技术环节，提供可操作性的解决方案。 专业性强，面向行业： 专为新能源汽车行业技术人员设计，语言专业、技术严谨，注重实际应用价值。 图文并茂，易于理解： 采用大量图表、示意图等辅助说明，帮助读者更直观地理解复杂的技术概念。 前瞻性强，指引未来： 关注行业最新动态和发展趋势，为读者提供前瞻性的技术视野和创新启示。 《锂离子电池实用技术指南》将是锂离子电池领域技术人员不可或缺的案头宝典，助力您在快速发展的行业中把握技术脉搏，实现技术突破，推动新能源产业的蓬勃发展。

评分☆☆☆☆☆

我一直对锂离子电池的循环寿命和性能衰减机制感到非常好奇，这直接关系到新能源汽车的长期使用成本和用户体验。《锂离子电池手册》这本书的定位，让我觉得它可能会在这方面提供一些专业而详尽的解答。 我特别想知道，书中是如何深入分析锂离子电池在充放电过程中，容量衰减和内阻增加的微观机理的。它是否会详细讲解诸如电解液分解、SEI膜的生长和老化、正负极活性材料的结构变化（如晶格畸变、材料粉化）、锂枝晶的形成等这些导致电池性能下降的根本原因？我希望能够看到一些关于这些微观过程的详细图示或者显微分析数据。 此外，这本书是否会探讨不同工况对电池寿命的影响？例如，高温、低温、快速充放电、深度放电等，这些极端条件是如何加速电池衰减的？书中是否会提供一些关于如何通过优化充放电策略、温度控制策略等手段来延长电池寿命的建议？比如，是否会有关于“涓流充电”、“温度限制充电”等具体操作的原理分析？ 我同样关注“荷电状态”（SOC）和“健康状态”（SOH）的估算技术。准确的SOC和SOH估算对于电池的日常使用和寿命管理至关重要。书中是否会深入介绍各种估算方法（如安时积分法、开路电压法、卡尔曼滤波法、机器学习方法等）的原理、优缺点以及在实际应用中的精度和鲁棒性？我希望能够从中了解到如何通过更精准的估算来避免过度充放电，从而更好地保护电池。 对于电池的“失效模式”和“寿命预测”，我也有很强的学习需求。书中是否会总结一些锂离子电池常见的失效模式，并分析其发生的概率和影响？同时，是否会介绍一些基于模型或者数据驱动的寿命预测方法，帮助我们更好地评估电池的剩余使用寿命，为电池的维护、更换和梯次利用提供科学依据？ 最后，我希望这本书能够提供一些关于如何通过优化电池材料（正极、负极、电解液、隔膜）的配方和结构设计，来提升电池的固有循环寿命。例如，是否有关于新型稳定电解液添加剂、高性能包覆材料、不易体积膨胀的负极材料等方面的介绍，以及它们在提升电池循环寿命方面的实际效果？

评分☆☆☆☆☆

我一直对动力电池的能量密度和功率密度这两大核心指标的提升途径感到好奇，尤其是在新能源汽车领域，直接关系到续航里程和加速性能。《锂离子电池手册》这本书的标题让我觉得它可能会在这方面提供一些深入的见解。 我尤其想知道，在正极材料方面，当前主流的三元材料（NCM、NCA）在进一步提高镍含量时，会遇到哪些结构稳定性和安全性方面的挑战？书中有没有讨论到如何通过掺杂、包覆、形貌控制等手段来克服这些挑战？同时，对于磷酸铁锂（LFP）材料，除了安全性高、成本低的优势，如何在能量密度上实现更大的突破？有没有一些关于改性LFP或者结合其他材料的解决方案？ 在负极材料方面，我最关心的是硅基负极的最新进展。硅的理论容量远高于石墨，但其巨大的体积膨胀问题一直困扰着实际应用。书中是否会详细介绍几种主要的硅基负极材料（如硅碳复合、氧化亚硅、纳米硅等）的制备方法、结构特点以及在克服体积膨胀方面的技术策略？是否有关于如何提升其循环稳定性和导电性的最新研究成果？ 除了材料本身，电解液的性能对电池的能量密度和功率密度也有着至关重要的影响。我希望书中能对高电压电解液、低阻抗电解液、固态电解质等方面的研究进展进行梳理，并分析它们在提升电池性能方面的作用。特别是对于一些新型添加剂，它们如何协同作用，提高电池的循环寿命和倍率性能，这部分内容对我很有吸引力。 此外，电池的界面问题也是一个被广泛讨论的话题。正负极材料与电解液之间的界面反应，SEI（固体电解质界面膜）的形成和演变，都会直接影响电池的性能和寿命。我希望书中能提供关于这些界面现象的深入分析，以及如何通过优化界面来提升电池的能量密度和功率密度。例如，如何形成更稳定、导电性更好的SEI膜？如何减少界面极化？ 最后，我希望这本书能够对如何实现高能量密度和高功率密度之间的平衡提供一些指导。这两个指标在很多情况下是相互制约的。书中是否会讨论一些综合性的优化策略，例如通过结构设计、材料匹配、工艺优化等手段，在保证安全性的前提下，同时提升电池的能量密度和功率密度，以满足不同应用场景的需求？

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，对于新能源汽车来说，动力电池的安全性是所有技术考量的基石。一旦发生安全事故，后果不堪设想。《锂离子电池手册》这本书如果能在“安全技术”方面有所侧重，对我来说将是极大的福音。 我特别想知道，这本书是如何剖析锂离子电池热失控的根本原因和传播机制的。它会不会详细介绍热失控发生的各个阶段，以及不同类型的电池材料（如NCM、LFP、 NMC811等）在热失控过程中可能表现出的不同行为？我希望从中能够学到如何通过材料设计、电芯结构优化来提高电池的固有安全性。 在电池管理系统（BMS）方面，这本书是否会深入探讨BMS在保障电池安全方面的关键作用？例如，如何通过精准的电压、电流、温度监测来及时发现异常并采取应对措施？会不会介绍一些先进的故障诊断和预警算法，以及如何与热管理系统协同工作，构建多层级的安全防护体系？我希望了解BMS在防止过充、过放、过温等方面的具体实现方法。 此外，对于电池包级别的安全设计，我也有很多疑问。如何通过合理的结构设计来防止电池单体之间的热蔓延？如何设置有效的泄压装置和防火隔层？书中是否会讨论到一些行业领先的电池包安全设计案例，并分析其成功之处？我希望能从中学习到如何通过物理隔离、材料选择等手段来提升整个电池包的安全性。 我还很关注电池材料本身的安全性问题。例如，一些高镍正极材料在高温下的稳定性如何？含锂的金属负极在循环过程中是否存在安全隐患？书中是否会提供关于这些材料在不同工况下的热稳定性测试数据和分析？以及是否有关于如何通过改性或添加剂来提高这些材料固有安全性的研究进展？ 最后，我想了解一下，目前国际上对于动力电池的安全标准和法规有哪些？这本书是否会梳理和介绍这些标准，并说明我们的技术研发和产品设计应该如何与这些标准接轨？对这些安全方面的深入解读，能让我更有信心在工作中把握好技术方向，确保产品的可靠性。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在新能源汽车行业摸爬滚打多年的技术人员，我深知在日新月异的电池技术领域，保持知识更新的速度有多么重要。这次偶然看到《锂离子电池手册》这本书，立刻就被它“关键技术”和“行业技术人员参考”的定位所吸引。我特别想知道，这本书在“未来技术趋势”这块，有没有一些前瞻性的分析和预测。 我一直在思考，除了目前主流的NCM、LFP等正极材料，以及石墨、硅碳负极，还有哪些具有颠覆性潜力的技术正在悄然兴起？比如，金属空气电池、钠离子电池，甚至是更遥远的下一代储能技术，它们离实际应用还有多远？如果这本书能够提供一些关于这些“未来之星”的基础原理、材料选择、面临的技术难题以及潜在的应用前景的详细阐述，那将极大地拓宽我的视野，帮助我为公司未来的技术布局提供一些参考。 另外，关于电池的智能化管理和估算技术，我也是非常感兴趣的。随着电池组的复杂性不断增加，精准的SOC（荷电状态）和SOH（健康状态）估算，以及智能化的充放电策略，对于提升电池的使用效率、延长寿命和保障安全至关重要。我希望书中能深入探讨各种估算算法的原理和优劣，比如基于等效电路模型的方法、基于机器学习的方法，以及它们在实际应用中的挑战和解决方案。如果能结合具体的案例分析，说明如何通过智能化管理来优化电池性能，那对我日常的工作将有直接的指导意义。 我还想了解书中对于电池包的设计和集成方面的讨论。一个高性能的电池包不仅仅是电池单体的简单堆叠，它涉及到热管理、结构强度、电气安全、电磁兼容性等多个方面。我希望书中能对电池包的结构设计、模块化设计、连接方式、安全防护措施等进行详细的介绍。特别是对于如何在大容量、高电压的动力电池包中实现有效的热管理和故障诊断，如果有详细的讲解，那对我来说将非常有价值。 最后，对于电池的回收和梯次利用，我也有一些自己的看法和疑问。随着新能源汽车保有量的不断增加，电池回收和再利用已经成为一个绕不开的课题。我希望这本书能够在这方面提供一些专业性的指导。比如，目前主流的回收技术有哪些？它们在效率、成本和环保性方面有什么优劣？梯次利用在哪些领域有较好的应用前景？如何评估梯次利用电池的性能和安全性？如果能在这本书里找到关于这些问题的深入探讨，那将非常有意义。

评分☆☆☆☆☆

这次入手《锂离子电池手册》纯粹是因为我所在的新能源汽车制造公司，近来在动力电池的研发上遇到了瓶颈，特别是在能量密度提升和快充技术方面，总是差那么临门一脚。我本人虽然不是直接负责电池研发的工程师，但作为一名技术支持人员，也需要对行业的最新进展和核心技术有大致的了解，以便更好地协助研发团队解决一些技术难题，或者在产品推广时能更准确地向客户解释我们的电池优势。 我尤其关注书里会不会深入探讨当下最热门的固态电池技术。虽然我知道完全替代液态电解质的固态电池还处于早期研发阶段，但其在安全性、能量密度和循环寿命方面的巨大潜力是毋庸置疑的。如果这本书能够提供一些关于固态电解质材料（无论是聚合物、氧化物还是硫化物）的合成、性能表征，以及与正负极材料的界面兼容性研究的深入分析，那对我来说价值就太大了。我希望能够从中了解到目前学术界和工业界在克服固态电池制造难点、降低生产成本以及实现大规模量产方面取得的最新突破和面临的挑战。 此外，关于锂电池的热管理系统，也是我非常感兴趣的一部分。新能源汽车的安全性，特别是动力电池包在极端温度下的表现，一直是消费者和监管机构关注的焦点。一本优秀的《锂离子电池手册》应该能够详细阐述各种热管理技术，比如液冷、风冷、相变材料等，以及它们在不同应用场景下的优缺点。更重要的是，我希望书中能介绍一些先进的仿真模拟技术和优化设计方法，帮助工程师更好地理解电池包内部的温度分布，预测潜在的热失控风险，并设计出更高效、更可靠的热管理方案。这对于提升我司产品的整体安全性和可靠性至关重要。 再者，我期待书中能够对当下几种主流的正负极材料进行全面的梳理和比较。比如，在正极材料方面，三元材料（NCM、NCA）的性能演进、高镍化带来的挑战与机遇，以及磷酸铁锂（LFP）材料在能量密度提升和成本控制方面的进展，我都想深入了解。负极材料方面，石墨材料的改性技术、硅基负极材料的性能优势与应用瓶颈，甚至是金属锂负极的最新研究进展，都是我关注的重点。我希望能在这本书里找到关于这些材料在电化学性能、结构稳定性、循环寿命以及成本效益等方面的详细数据和分析，以便为我们选择和优化电池材料提供科学的依据。 最后，对于电池的循环寿命和衰减机制，这本书的解读对我至关重要。随着新能源汽车的普及，电池的长期使用性能和残余价值成为了消费者越来越关注的问题。我希望能在这本书中找到对锂离子电池在不同充放电倍率、不同温度、不同SOC（荷电状态）条件下，其容量衰减和内阻增加的机理进行深入剖析。例如，电解液分解、SEI膜的生长、活性材料的结构变化、锂枝晶的形成等，这些微观层面的变化如何影响宏观的电池性能，如果能有详细的图解和实验数据支持，那将非常有帮助。我希望通过阅读这本书，能够更清晰地理解影响电池寿命的关键因素，并为我司未来在电池寿命预测、健康状态（SOH）评估以及梯次利用等方面的工作提供理论支持。