鋰離子電池手冊 鋰電池關鍵技術書籍 新能源汽車行業技術人員參考書籍 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[德] 賴納?科特豪爾 著

圖書標籤:

• 鋰離子電池
• 鋰電池
• 新能源汽車
• 電池技術
• 儲能
• 材料科學
• 電化學
• 電源技術
• 汽車工程
• 技術參考書

店鋪： 榮豐通達圖書專營店

齣版社： 機械工業

ISBN：9787111595366

商品編碼：28116188765

基本信息

本手冊介紹的鋰離子電池是一種非常重要的能量存儲類型，並與各行各業密切相關。由於鋰離子電池快速的能量轉化能力、可分體式的安裝、良好的可擴展性和廣泛的使用範圍（包括可移動設備領域和固定設備領域），使得鋰離子電池在各個行業都發揮著重要作用。這本書不僅是一本詳細描述鋰離子電池技術方麵的手冊，還對電池生産、迴收、標準化、電氣和化學安全方麵進行瞭闡述，這些內容對今後新能源的全麵建立是非常有意義的。本書適閤新能源電池産業技術人員、新能源汽車行業技術人員閱讀使用，也可供大專院校相關師生閱讀參考。

前言
編輯的話
一部分　儲能／電池概述
１章　儲能／電池概述３ 
二部分　鋰離子電池
２章　鋰離子電池概述１１ 
３章　材料和功能１７ 
４章　鋰離子電池的正極材料２５ 
５章　鋰離子電池的負極材料３５ 
６章　電解質和導電鹽４７ 
７章　隔離膜５９ 
８章　鋰離子電池的結構７１ 
９章　鋰離子電池單體８０ 
１０章　鋰電池的密封和橡膠部件９０ 
１１章　傳感器和測量技術９８ 
１２章　繼電器、開關、綫束和插接件１０５ 
１３章　電池熱管理１２１ 
１４章　電池管理１３０ 
１５章　軟件１３９ 
１６章　電池技術發展趨勢１４６ 
三部分　電池生産
１７章　鋰離子電池單體的生産流程１６３ 
１８章　鋰離子電池單體和電池的生産工藝１７６ 
１９章　電池單體生産工廠的建設１８５ 
２０章　生産製造過程中的檢測方法１９４ 
四部分　其他課題
２１章　鋰離子電池開發、生産和迴收的邊緣領域２０５ 
２２章　鋰離子電池開發和應用時的工作安全２０７ 
２３章　化學安全保護２１５ 
２４章　電氣安全保護２２７ 
２５章　汽車的功能安全２３４ 
２６章　鋰離子電池的功能和安全測試２４６ 
２７章　鋰電池和鋰離子電池的運輸２５７ 
２８章　鋰離子電池的迴收２６５ 
２９章　電池生産人員的教育和培訓２７４ 
３０章　鋰離子電池安全和性能標準２８４ 
五部分　電池應用
３１章　鋰離子電池的應用範圍２９５ 
３２章　電池在電動車輛上的應用需求３０３ 
３３章　電池在固定儲能上的應用需求３２３ 

《鋰離子電池實用技術指南》 書籍簡介 本書旨在為鋰離子電池行業的技術人員，特彆是新能源汽車領域的工程師、研發人員、生産工藝師以及質量控製人員，提供一本全麵、實用且深入的技術參考。鋰離子電池作為現代儲能技術的核心，其發展對新能源汽車、消費電子、智能電網等多個關鍵領域具有舉足輕重的影響。本書聚焦於鋰離子電池在實際應用中的關鍵技術環節，旨在幫助讀者係統性地理解和掌握從基礎原理到前沿技術的全過程，從而有效提升研發效率、優化生産工藝、保障産品質量，並為未來技術的創新奠定堅實基礎。 第一部分：鋰離子電池基礎理論與原理 本部分將從最基礎的層麵齣發，為讀者構建紮實的理論基礎。我們將詳細解析鋰離子電池的工作原理，包括正負極材料的電化學反應機理、電解液的作用及離子傳輸過程、隔膜的功能與選擇標準等。 電化學基礎： 深入闡述法拉第定律、能斯特方程等電化學基本定律在鋰離子電池中的應用，解釋電勢、內阻、容量等核心參數的物理意義。 材料科學視角： 詳細介紹當前主流鋰離子電池正負極材料的晶體結構、電化學性能（如比容量、電壓平颱、循環穩定性）、結構演變機理及其優缺點。我們將覆蓋鈷酸鋰（LCO）、錳酸鋰（LMO）、磷酸鐵鋰（LFP）、鎳鈷錳酸鋰（NCM）、鎳鈷鋁酸鋰（NCA）等正極材料，以及石墨、矽基負極、鈦酸鋰（LTO）等負極材料。同時，也會探討新型正負極材料的研發動態和潛在應用前景。 電解液與隔膜： 剖析電解液的組分（溶劑、鋰鹽、添加劑）對電池性能的影響，包括離子電導率、熱穩定性、安全性能等方麵。重點介紹有機碳酸酯類電解液以及固態電解液的發展趨勢。深入分析隔膜的微觀結構、孔隙率、厚度等參數對離子傳輸、安全性能（如熱失控防護）的關鍵作用，以及陶瓷隔膜、聚閤物隔膜等不同類型隔膜的特性。 電池設計與結構： 介紹不同類型的鋰離子電池單元（如圓柱形、方形、軟包）的設計原理、優缺點及其在不同應用場景下的適配性。深入解析電池內部結構，如集流體、塗層工藝、極耳設計等對電池性能和安全性的影響。 第二部分：關鍵技術環節深度解析 本部分將圍繞鋰離子電池的生産製造和性能優化中的核心技術展開詳細論述，力求為讀者提供詳實的實踐指導。 正負極材料製備與改性： 詳細介紹固相法、液相法等主流正負極材料的閤成工藝，包括原料選擇、煆燒溫度、氣氛控製、粒徑分布調控等關鍵工藝參數。重點講解材料改性技術，如錶麵包覆、納米化、摻雜等，如何有效提升材料的循環壽命、倍率性能和安全性。 漿料製備與塗布技術： 深入分析影響漿料性能的關鍵因素，包括活性物質、導電劑、粘結劑的配比選擇，以及溶劑、添加劑的優化。詳細介紹不同類型的塗布設備（如颳刀塗布、輥壓塗布、狹縫擠齣塗布）的工作原理、工藝參數（如塗布厚度、速度、乾燥溫度）對電極質量的影響。重點探討均勻性、密實度、附著力等電極關鍵指標的控製技術。 輥壓與化成技術： 詳細闡述輥壓工藝對電極密度、比錶麵積、離子擴散路徑的影響。介紹不同輥壓壓力下的電極性能變化規律。深入講解化成工藝（包括首次充放電）的原理，分析化成過程中 SEI 膜的形成機製、對電池性能的影響，以及化成過程中的參數優化（如電流密度、溫度、截止電壓）對電池容量、內阻和壽命的影響。 電芯組裝與封裝工藝： 詳細介紹捲繞、疊片等主流電芯組裝工藝的流程與關鍵控製點。重點講解焊接技術（如超聲波焊接、激光焊接）在極耳連接中的應用及其質量檢測。針對不同封裝形式（如鋁殼、鋼殼、鋁塑膜）的特點，詳細介紹其密封工藝、真空注液、封口等關鍵步驟。 電池管理係統（BMS）技術： 深入探討BMS在鋰離子電池組中的核心作用，包括SOC（荷電狀態）、SOH（健康狀態）、SOP（功率狀態）估算算法，以及過充、過放、過溫、過流等安全保護策略。介紹BMS的硬件架構、通信協議以及在新能源汽車等應用中的集成方式。 第三部分：性能評估、安全與可靠性 本部分將聚焦於鋰離子電池的性能測試、安全評價以及提高電池可靠性的關鍵技術。 電池性能測試方法： 詳細介紹不同類型電池性能的測試方法，包括容量測試、倍率性能測試、循環壽命測試、內阻測試等。重點講解如何設計閤理的測試方案，以及如何準確解讀測試數據。 電池安全評價與防護： 深入分析鋰離子電池熱失控的誘因與發展過程，包括材料本身的不穩定性、內部短路、外部衝擊等。詳細介紹各種安全測試方法，如針刺試驗、擠壓試驗、過充過放試驗、熱箱試驗等。重點闡述電池安全設計策略，如熱管理係統（TMS）、PTC（正溫度係數）保護、泄壓閥、隔膜的隔熱性能等。 電池可靠性與壽命預測： 分析影響鋰離子電池壽命的關鍵因素，包括充放電循環、高溫環境、深度放電等。介紹常用的壽命預測模型和方法，以及如何通過加速壽命試驗來評估電池的長期可靠性。 故障診斷與分析： 探討鋰離子電池常見的失效模式，如容量衰減、內阻升高、內短路、漏液等，並分析其成因。介紹常用的故障診斷工具與技術，如阻抗譜分析、紅外熱成像、氣相色譜分析等，以及如何進行失效分析，為産品改進提供依據。 第四部分：前沿技術與發展趨勢 本部分將展望鋰離子電池領域的前沿技術和未來發展方嚮，為讀者提供前瞻性的視野。 下一代鋰離子電池技術： 詳細介紹固態電池、鋰硫電池、鋰空氣電池等新型電池技術的原理、材料體係、技術挑戰與發展前景。 高能量密度與高功率密度技術： 探討如何通過新型正負極材料（如富鋰錳基、矽碳負極）、先進電解液技術以及優化電池結構來進一步提升電池的能量密度和功率密度，以滿足新能源汽車等領域日益增長的需求。 智能製造與數字化技術： 介紹大數據、人工智能、物聯網等技術在鋰離子電池研發、生産、檢測及迴收等全生命周期中的應用，以及如何構建智能化的電池製造體係。 電池迴收與梯次利用： 探討鋰離子電池迴收的經濟性、環保性以及技術挑戰，介紹目前主流的迴收方法，以及電池梯次利用在儲能、低速電動車等領域的應用前景。 本書特色： 體係完整，內容詳實： 從基礎原理到前沿技術，涵蓋瞭鋰離子電池技術的核心內容，條理清晰，層層遞進。 理論與實踐結閤： 緊密結閤實際生産和研發需求，深入剖析關鍵技術環節，提供可操作性的解決方案。 專業性強，麵嚮行業： 專為新能源汽車行業技術人員設計，語言專業、技術嚴謹，注重實際應用價值。 圖文並茂，易於理解： 采用大量圖錶、示意圖等輔助說明，幫助讀者更直觀地理解復雜的技術概念。 前瞻性強，指引未來： 關注行業最新動態和發展趨勢，為讀者提供前瞻性的技術視野和創新啓示。 《鋰離子電池實用技術指南》將是鋰離子電池領域技術人員不可或缺的案頭寶典，助力您在快速發展的行業中把握技術脈搏，實現技術突破，推動新能源産業的蓬勃發展。

評分☆☆☆☆☆

我一直對動力電池的能量密度和功率密度這兩大核心指標的提升途徑感到好奇，尤其是在新能源汽車領域，直接關係到續航裏程和加速性能。《鋰離子電池手冊》這本書的標題讓我覺得它可能會在這方麵提供一些深入的見解。 我尤其想知道，在正極材料方麵，當前主流的三元材料（NCM、NCA）在進一步提高鎳含量時，會遇到哪些結構穩定性和安全性方麵的挑戰？書中有沒有討論到如何通過摻雜、包覆、形貌控製等手段來剋服這些挑戰？同時，對於磷酸鐵鋰（LFP）材料，除瞭安全性高、成本低的優勢，如何在能量密度上實現更大的突破？有沒有一些關於改性LFP或者結閤其他材料的解決方案？ 在負極材料方麵，我最關心的是矽基負極的最新進展。矽的理論容量遠高於石墨，但其巨大的體積膨脹問題一直睏擾著實際應用。書中是否會詳細介紹幾種主要的矽基負極材料（如矽碳復閤、氧化亞矽、納米矽等）的製備方法、結構特點以及在剋服體積膨脹方麵的技術策略？是否有關於如何提升其循環穩定性和導電性的最新研究成果？ 除瞭材料本身，電解液的性能對電池的能量密度和功率密度也有著至關重要的影響。我希望書中能對高電壓電解液、低阻抗電解液、固態電解質等方麵的研究進展進行梳理，並分析它們在提升電池性能方麵的作用。特彆是對於一些新型添加劑，它們如何協同作用，提高電池的循環壽命和倍率性能，這部分內容對我很有吸引力。 此外，電池的界麵問題也是一個被廣泛討論的話題。正負極材料與電解液之間的界麵反應，SEI（固體電解質界麵膜）的形成和演變，都會直接影響電池的性能和壽命。我希望書中能提供關於這些界麵現象的深入分析，以及如何通過優化界麵來提升電池的能量密度和功率密度。例如，如何形成更穩定、導電性更好的SEI膜？如何減少界麵極化？ 最後，我希望這本書能夠對如何實現高能量密度和高功率密度之間的平衡提供一些指導。這兩個指標在很多情況下是相互製約的。書中是否會討論一些綜閤性的優化策略，例如通過結構設計、材料匹配、工藝優化等手段，在保證安全性的前提下，同時提升電池的能量密度和功率密度，以滿足不同應用場景的需求？

評分☆☆☆☆☆

作為一名在新能源汽車行業摸爬滾打多年的技術人員，我深知在日新月異的電池技術領域，保持知識更新的速度有多麼重要。這次偶然看到《鋰離子電池手冊》這本書，立刻就被它“關鍵技術”和“行業技術人員參考”的定位所吸引。我特彆想知道，這本書在“未來技術趨勢”這塊，有沒有一些前瞻性的分析和預測。 我一直在思考，除瞭目前主流的NCM、LFP等正極材料，以及石墨、矽碳負極，還有哪些具有顛覆性潛力的技術正在悄然興起？比如，金屬空氣電池、鈉離子電池，甚至是更遙遠的下一代儲能技術，它們離實際應用還有多遠？如果這本書能夠提供一些關於這些“未來之星”的基礎原理、材料選擇、麵臨的技術難題以及潛在的應用前景的詳細闡述，那將極大地拓寬我的視野，幫助我為公司未來的技術布局提供一些參考。 另外，關於電池的智能化管理和估算技術，我也是非常感興趣的。隨著電池組的復雜性不斷增加，精準的SOC（荷電狀態）和SOH（健康狀態）估算，以及智能化的充放電策略，對於提升電池的使用效率、延長壽命和保障安全至關重要。我希望書中能深入探討各種估算算法的原理和優劣，比如基於等效電路模型的方法、基於機器學習的方法，以及它們在實際應用中的挑戰和解決方案。如果能結閤具體的案例分析，說明如何通過智能化管理來優化電池性能，那對我日常的工作將有直接的指導意義。 我還想瞭解書中對於電池包的設計和集成方麵的討論。一個高性能的電池包不僅僅是電池單體的簡單堆疊，它涉及到熱管理、結構強度、電氣安全、電磁兼容性等多個方麵。我希望書中能對電池包的結構設計、模塊化設計、連接方式、安全防護措施等進行詳細的介紹。特彆是對於如何在大容量、高電壓的動力電池包中實現有效的熱管理和故障診斷，如果有詳細的講解，那對我來說將非常有價值。 最後，對於電池的迴收和梯次利用，我也有一些自己的看法和疑問。隨著新能源汽車保有量的不斷增加，電池迴收和再利用已經成為一個繞不開的課題。我希望這本書能夠在這方麵提供一些專業性的指導。比如，目前主流的迴收技術有哪些？它們在效率、成本和環保性方麵有什麼優劣？梯次利用在哪些領域有較好的應用前景？如何評估梯次利用電池的性能和安全性？如果能在這本書裏找到關於這些問題的深入探討，那將非常有意義。

評分☆☆☆☆☆

這次入手《鋰離子電池手冊》純粹是因為我所在的新能源汽車製造公司，近來在動力電池的研發上遇到瞭瓶頸，特彆是在能量密度提升和快充技術方麵，總是差那麼臨門一腳。我本人雖然不是直接負責電池研發的工程師，但作為一名技術支持人員，也需要對行業的最新進展和核心技術有大緻的瞭解，以便更好地協助研發團隊解決一些技術難題，或者在産品推廣時能更準確地嚮客戶解釋我們的電池優勢。 我尤其關注書裏會不會深入探討當下最熱門的固態電池技術。雖然我知道完全替代液態電解質的固態電池還處於早期研發階段，但其在安全性、能量密度和循環壽命方麵的巨大潛力是毋庸置疑的。如果這本書能夠提供一些關於固態電解質材料（無論是聚閤物、氧化物還是硫化物）的閤成、性能錶徵，以及與正負極材料的界麵兼容性研究的深入分析，那對我來說價值就太大瞭。我希望能夠從中瞭解到目前學術界和工業界在剋服固態電池製造難點、降低生産成本以及實現大規模量産方麵取得的最新突破和麵臨的挑戰。 此外，關於鋰電池的熱管理係統，也是我非常感興趣的一部分。新能源汽車的安全性，特彆是動力電池包在極端溫度下的錶現，一直是消費者和監管機構關注的焦點。一本優秀的《鋰離子電池手冊》應該能夠詳細闡述各種熱管理技術，比如液冷、風冷、相變材料等，以及它們在不同應用場景下的優缺點。更重要的是，我希望書中能介紹一些先進的仿真模擬技術和優化設計方法，幫助工程師更好地理解電池包內部的溫度分布，預測潛在的熱失控風險，並設計齣更高效、更可靠的熱管理方案。這對於提升我司産品的整體安全性和可靠性至關重要。 再者，我期待書中能夠對當下幾種主流的正負極材料進行全麵的梳理和比較。比如，在正極材料方麵，三元材料（NCM、NCA）的性能演進、高鎳化帶來的挑戰與機遇，以及磷酸鐵鋰（LFP）材料在能量密度提升和成本控製方麵的進展，我都想深入瞭解。負極材料方麵，石墨材料的改性技術、矽基負極材料的性能優勢與應用瓶頸，甚至是金屬鋰負極的最新研究進展，都是我關注的重點。我希望能在這本書裏找到關於這些材料在電化學性能、結構穩定性、循環壽命以及成本效益等方麵的詳細數據和分析，以便為我們選擇和優化電池材料提供科學的依據。 最後，對於電池的循環壽命和衰減機製，這本書的解讀對我至關重要。隨著新能源汽車的普及，電池的長期使用性能和殘餘價值成為瞭消費者越來越關注的問題。我希望能在這本書中找到對鋰離子電池在不同充放電倍率、不同溫度、不同SOC（荷電狀態）條件下，其容量衰減和內阻增加的機理進行深入剖析。例如，電解液分解、SEI膜的生長、活性材料的結構變化、鋰枝晶的形成等，這些微觀層麵的變化如何影響宏觀的電池性能，如果能有詳細的圖解和實驗數據支持，那將非常有幫助。我希望通過閱讀這本書，能夠更清晰地理解影響電池壽命的關鍵因素，並為我司未來在電池壽命預測、健康狀態（SOH）評估以及梯次利用等方麵的工作提供理論支持。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，對於新能源汽車來說，動力電池的安全性是所有技術考量的基石。一旦發生安全事故，後果不堪設想。《鋰離子電池手冊》這本書如果能在“安全技術”方麵有所側重，對我來說將是極大的福音。 我特彆想知道，這本書是如何剖析鋰離子電池熱失控的根本原因和傳播機製的。它會不會詳細介紹熱失控發生的各個階段，以及不同類型的電池材料（如NCM、LFP、 NMC811等）在熱失控過程中可能錶現齣的不同行為？我希望從中能夠學到如何通過材料設計、電芯結構優化來提高電池的固有安全性。 在電池管理係統（BMS）方麵，這本書是否會深入探討BMS在保障電池安全方麵的關鍵作用？例如，如何通過精準的電壓、電流、溫度監測來及時發現異常並采取應對措施？會不會介紹一些先進的故障診斷和預警算法，以及如何與熱管理係統協同工作，構建多層級的安全防護體係？我希望瞭解BMS在防止過充、過放、過溫等方麵的具體實現方法。 此外，對於電池包級彆的安全設計，我也有很多疑問。如何通過閤理的結構設計來防止電池單體之間的熱蔓延？如何設置有效的泄壓裝置和防火隔層？書中是否會討論到一些行業領先的電池包安全設計案例，並分析其成功之處？我希望能從中學習到如何通過物理隔離、材料選擇等手段來提升整個電池包的安全性。 我還很關注電池材料本身的安全性問題。例如，一些高鎳正極材料在高溫下的穩定性如何？含鋰的金屬負極在循環過程中是否存在安全隱患？書中是否會提供關於這些材料在不同工況下的熱穩定性測試數據和分析？以及是否有關於如何通過改性或添加劑來提高這些材料固有安全性的研究進展？ 最後，我想瞭解一下，目前國際上對於動力電池的安全標準和法規有哪些？這本書是否會梳理和介紹這些標準，並說明我們的技術研發和産品設計應該如何與這些標準接軌？對這些安全方麵的深入解讀，能讓我更有信心在工作中把握好技術方嚮，確保産品的可靠性。

評分☆☆☆☆☆

我一直對鋰離子電池的循環壽命和性能衰減機製感到非常好奇，這直接關係到新能源汽車的長期使用成本和用戶體驗。《鋰離子電池手冊》這本書的定位，讓我覺得它可能會在這方麵提供一些專業而詳盡的解答。 我特彆想知道，書中是如何深入分析鋰離子電池在充放電過程中，容量衰減和內阻增加的微觀機理的。它是否會詳細講解諸如電解液分解、SEI膜的生長和老化、正負極活性材料的結構變化（如晶格畸變、材料粉化）、鋰枝晶的形成等這些導緻電池性能下降的根本原因？我希望能夠看到一些關於這些微觀過程的詳細圖示或者顯微分析數據。 此外，這本書是否會探討不同工況對電池壽命的影響？例如，高溫、低溫、快速充放電、深度放電等，這些極端條件是如何加速電池衰減的？書中是否會提供一些關於如何通過優化充放電策略、溫度控製策略等手段來延長電池壽命的建議？比如，是否會有關於“涓流充電”、“溫度限製充電”等具體操作的原理分析？ 我同樣關注“荷電狀態”（SOC）和“健康狀態”（SOH）的估算技術。準確的SOC和SOH估算對於電池的日常使用和壽命管理至關重要。書中是否會深入介紹各種估算方法（如安時積分法、開路電壓法、卡爾曼濾波法、機器學習方法等）的原理、優缺點以及在實際應用中的精度和魯棒性？我希望能夠從中瞭解到如何通過更精準的估算來避免過度充放電，從而更好地保護電池。 對於電池的“失效模式”和“壽命預測”，我也有很強的學習需求。書中是否會總結一些鋰離子電池常見的失效模式，並分析其發生的概率和影響？同時，是否會介紹一些基於模型或者數據驅動的壽命預測方法，幫助我們更好地評估電池的剩餘使用壽命，為電池的維護、更換和梯次利用提供科學依據？ 最後，我希望這本書能夠提供一些關於如何通過優化電池材料（正極、負極、電解液、隔膜）的配方和結構設計，來提升電池的固有循環壽命。例如，是否有關於新型穩定電解液添加劑、高性能包覆材料、不易體積膨脹的負極材料等方麵的介紹，以及它們在提升電池循環壽命方麵的實際效果？