電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力電池設(shè)計(jì)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(dòng)力電池基本工作原理2
1.1.1 超級(jí)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(dòng)力電池發(fā)展歷史9
1.2.1 超級(jí)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(dòng)力電池發(fā)展趨勢(shì)16
1.3.1 各國(guó)動(dòng)力電池規(guī)劃17
1.3.2 動(dòng)力電池發(fā)展趨勢(shì)34
參考文獻(xiàn)40
第2章 電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)41
2.1 總體方案設(shè)計(jì)流程42
2.2 產(chǎn)品開發(fā)范圍的確認(rèn)45
2.3 產(chǎn)品開發(fā)需求分析和確認(rèn)46
2.3.1 產(chǎn)品需求概述46
2.3.2 電動(dòng)汽車的應(yīng)用場(chǎng)景分析47
2.3.3 動(dòng)力電池相關(guān)法律法規(guī)及行業(yè)規(guī)范49
2.3.4 動(dòng)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(jì)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(fēng)險(xiǎn)評(píng)估61
參考文獻(xiàn)63
第3章 動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)67
3.1 概述68
3.1.1 不同結(jié)構(gòu)動(dòng)力電池的發(fā)展歷史68
3.1.2 不同結(jié)構(gòu)動(dòng)力電池圓柱形、方形和軟包電池優(yōu)劣勢(shì)分析70
3.1.3 不同結(jié)構(gòu)動(dòng)力電池發(fā)展趨勢(shì)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(jì)72
3.3 方形動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)77
3.3.1 方形動(dòng)力電池外形尺寸77
3.3.2 方形卷繞動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)78
3.3.3 方形疊片動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)86
3.4 軟包動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)88
3.4.1 軟包動(dòng)力電池外形尺寸88
3.4.2 軟包動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)88
3.5 動(dòng)力電池尺寸公差設(shè)計(jì)90
3.5.1 公差設(shè)計(jì)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(jì)91
參考文獻(xiàn)92
第4章 電化學(xué)設(shè)計(jì)93
4.1 電池內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及熱效應(yīng)94
4.1.1 電極反應(yīng)簡(jiǎn)介94
4.1.2 鋰離子電池電極過程動(dòng)力學(xué)95
4.1.3 鋰離子電池充放電過程的熱效應(yīng)102
4.2 動(dòng)力電池材料類型及選配104
4.2.1 正極材料104
4.2.2 負(fù)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(jì)136
4.3.1 正負(fù)極體系介紹136
4.3.2 配方設(shè)計(jì)137
4.3.3 漿料和電極的評(píng)價(jià)與改善139
4.4 電極電化學(xué)設(shè)計(jì)146
4.4.1 正負(fù)極容量匹配設(shè)計(jì)146
4.4.2 正負(fù)極動(dòng)力學(xué)匹配設(shè)計(jì)147
4.4.3 相關(guān)電極提升技術(shù)148
參考文獻(xiàn)159
第5章 安全設(shè)計(jì)技術(shù)162
5.1 概述163
5.2 熱安全設(shè)計(jì)164
5.2.1 電池受熱鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)制164
5.2.2 電池?zé)岚踩杂绊懸蛩?66
5.3 機(jī)械安全設(shè)計(jì)173
5.3.1 針刺173
5.3.2 擠壓177
5.4 電安全設(shè)計(jì)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(yù)防與識(shí)別189
5.5.1 析鋰的原因和影響189
5.5.2 析鋰檢測(cè)方法192
5.5.3 析鋰的設(shè)計(jì)改善193
5.6 全周期安全設(shè)計(jì)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(jì)197
5.6.3 電池健康狀態(tài)評(píng)價(jià)198
5.7 電池安全評(píng)價(jià)方法201
5.7.1 國(guó)際動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)201
5.7.2 國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)202
5.7.3 國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比204
參考文獻(xiàn)206
第6章 仿真設(shè)計(jì)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(píng)價(jià)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(xué)仿真226
6.2.1 電化學(xué)仿真技術(shù)概述226
6.2.2 電化學(xué)仿真模型類型226
6.2.3 電化學(xué)仿真模型建立230
6.2.4 電化學(xué)模型參數(shù)化233
6.2.5 模型驗(yàn)證236
6.2.6 與多物理場(chǎng)的結(jié)合與拓展239
6.2.7 電化學(xué)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?zé)岱抡婕夹g(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(jī)理253
6.4.2SEI生長(zhǎng)老化模型256
6.4.3 日歷老化模型驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集驗(yàn)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(xiàn)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(dòng)力電池結(jié)構(gòu)與工藝流程269
7.2.1 動(dòng)力電池制造工藝269
7.2.2 方形動(dòng)力電池制造工藝271
7.2.3 圓柱形動(dòng)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(dòng)力電池產(chǎn)品質(zhì)量控制的幾個(gè)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(cè)試管理319
7.5 動(dòng)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?zé)o人工廠334
參考文獻(xiàn)335