電動汽車用鋰離子動力電池設(shè)計與制造技術(shù)

目錄Contents
叢書序
前言
第1章 電池技術(shù)綜述1
1.1 動力電池基本工作原理2
1.1.1 超級電容器基本工作原理6
1.1.2 鎳氫電池基本工作原理7
1.1.3 鋰離子電池基本工作原理8
1.2 動力電池發(fā)展歷史9
1.2.1 超級電容器發(fā)展歷史9
1.2.2 鎳氫電池發(fā)展歷史11
1.2.3 鋰離子電池發(fā)展歷史13
1.3 動力電池發(fā)展趨勢16
1.3.1 各國動力電池規(guī)劃17
1.3.2 動力電池發(fā)展趨勢34
參考文獻40
第2章 電池產(chǎn)品設(shè)計41
2.1 總體方案設(shè)計流程42
2.2 產(chǎn)品開發(fā)范圍的確認45
2.3 產(chǎn)品開發(fā)需求分析和確認46
2.3.1 產(chǎn)品需求概述46
2.3.2 電動汽車的應(yīng)用場景分析47
2.3.3 動力電池相關(guān)法律法規(guī)及行業(yè)規(guī)范49
2.3.4 動力電池產(chǎn)品需求構(gòu)成及分析50
2.4 產(chǎn)品初始概念方案設(shè)計55
2.4.1 產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)和架構(gòu)56
2.4.2 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及功能分析59
2.5 產(chǎn)品開發(fā)可行性分析和風險評估61
參考文獻63
第3章 動力電池結(jié)構(gòu)設(shè)計67
3.1 概述68
3.1.1 不同結(jié)構(gòu)動力電池的發(fā)展歷史68
3.1.2 不同結(jié)構(gòu)動力電池圓柱形、方形和軟包電池優(yōu)劣勢分析70
3.1.3 不同結(jié)構(gòu)動力電池發(fā)展趨勢71
3.2 圓柱形電池結(jié)構(gòu)72
3.2.1 圓柱形電池分類72
3.2.2 圓柱形電池結(jié)構(gòu)設(shè)計72
3.3 方形動力電池結(jié)構(gòu)設(shè)計77
3.3.1 方形動力電池外形尺寸77
3.3.2 方形卷繞動力電池結(jié)構(gòu)設(shè)計78
3.3.3 方形疊片動力電池結(jié)構(gòu)設(shè)計86
3.4 軟包動力電池結(jié)構(gòu)設(shè)計88
3.4.1 軟包動力電池外形尺寸88
3.4.2 軟包動力電池結(jié)構(gòu)設(shè)計88
3.5 動力電池尺寸公差設(shè)計90
3.5.1 公差設(shè)計的意義90
3.5.2 公差分析的方法91
3.5.3 電池的公差設(shè)計91
參考文獻92
第4章 電化學設(shè)計93
4.1 電池內(nèi)部電化學反應(yīng)動力學及熱效應(yīng)94
4.1.1 電極反應(yīng)簡介94
4.1.2 鋰離子電池電極過程動力學95
4.1.3 鋰離子電池充放電過程的熱效應(yīng)102
4.2 動力電池材料類型及選配104
4.2.1 正極材料104
4.2.2 負極材料115
4.2.3 電解液123
4.2.4 隔膜128
4.2.5 其他輔助材料131
4.3 體系配方設(shè)計136
4.3.1 正負極體系介紹136
4.3.2 配方設(shè)計137
4.3.3 漿料和電極的評價與改善139
4.4 電極電化學設(shè)計146
4.4.1 正負極容量匹配設(shè)計146
4.4.2 正負極動力學匹配設(shè)計147
4.4.3 相關(guān)電極提升技術(shù)148
參考文獻159
第5章 安全設(shè)計技術(shù)162
5.1 概述163
5.2 熱安全設(shè)計164
5.2.1 電池受熱鏈式反應(yīng)機制164
5.2.2 電池熱安全性影響因素166
5.3 機械安全設(shè)計173
5.3.1 針刺173
5.3.2 擠壓177
5.4 電安全設(shè)計179
5.4.1 過充電179
5.4.2 過放電183
5.4.3 外短路184
5.4.4 內(nèi)短路187
5.5 析鋰預防與識別189
5.5.1 析鋰的原因和影響189
5.5.2 析鋰檢測方法192
5.5.3 析鋰的設(shè)計改善193
5.6 全周期安全設(shè)計195
5.6.1 全周期安全性能演變表現(xiàn)195
5.6.2 全周期安全可靠性設(shè)計197
5.6.3 電池健康狀態(tài)評價198
5.7 電池安全評價方法201
5.7.1 國際動力電池標準201
5.7.2 國內(nèi)動力電池標準202
5.7.3 國內(nèi)外動力電池標準對比204
參考文獻206
第6章 仿真設(shè)計技術(shù)209
6.1 結(jié)構(gòu)仿真210
6.1.1 結(jié)構(gòu)仿真概述210
6.1.2 結(jié)構(gòu)仿真使用的軟件、目的、意義211
6.1.3 結(jié)構(gòu)仿真分析模型的建立212
6.1.4 仿真材料參數(shù)的獲取215
6.1.5 結(jié)構(gòu)仿真的評價方法216
6.1.6 結(jié)構(gòu)仿真常用的優(yōu)化方案218
6.1.7 仿真分析的應(yīng)用案例220
6.1.8 總結(jié)與展望225
6.2 電化學仿真226
6.2.1 電化學仿真技術(shù)概述226
6.2.2 電化學仿真模型類型226
6.2.3 電化學仿真模型建立230
6.2.4 電化學模型參數(shù)化233
6.2.5 模型驗證236
6.2.6 與多物理場的結(jié)合與拓展239
6.2.7 電化學仿真技術(shù)研究與應(yīng)用241
6.2.8 總結(jié)與展望243
6.3 熱仿真243
6.3.1 鋰電池熱仿真技術(shù)概述243
6.3.2 模型輸入?yún)?shù)246
6.3.3 產(chǎn)熱仿真247
6.3.4 產(chǎn)熱特性分析249
6.3.5 熱仿真技術(shù)研究與應(yīng)用251
6.3.6 總結(jié)與展望253
6.4 壽命仿真253
6.4.1 鋰電池老化機理253
6.4.2SEI生長老化模型256
6.4.3 日歷老化模型驗證257
6.4.4 日歷老化分析258
6.4.5 活性物質(zhì)損失老化模型260
6.4.6 循環(huán)老化實驗數(shù)據(jù)集驗證261
6.4.7 壽命仿真技術(shù)研究與應(yīng)用262
6.4.8 總結(jié)與展望264
參考文獻264
第7章 電池制造技術(shù)267
7.1 鋰離子電池制造原理268
7.2 動力電池結(jié)構(gòu)與工藝流程269
7.2.1 動力電池制造工藝269
7.2.2 方形動力電池制造工藝271
7.2.3 圓柱形動力電池制造工藝278
7.2.4 軟包電池制造工藝279
7.2.5 電池制造關(guān)鍵工藝控制283
7.3 電池制造設(shè)備288
7.3.1 制漿設(shè)備288
7.3.2 極片涂布設(shè)備299
7.3.3 電芯制造設(shè)備306
7.4 電池制造質(zhì)量體系建立314
7.4.1 動力電池產(chǎn)品質(zhì)量控制的幾個階段315
7.4.2 供應(yīng)商質(zhì)量管理316
7.4.3 過程質(zhì)量控制316
7.4.4 成品的質(zhì)量管理（OQC）319
7.4.5 產(chǎn)品的ORT可靠性測試管理319
7.5 動力電池智能制造工廠建設(shè)320
7.5.1 智能制造工廠建設(shè)的原則與內(nèi)容320
7.5.2 電池智能工廠硬件集成325
7.5.3 鋰電數(shù)字化車間數(shù)據(jù)集成330
7.5.4 電池無人工廠334
參考文獻335