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[德] 赖纳·科特豪尔 著

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出版社： 机械工业

ISBN：9787111595366

商品编码：28104506562

包装：平装

商品名称：	锂离子电池手册
作者：	［德］赖纳·科特豪尔
市场价：	180.00
ISBN号：	9787111595366
版次：	1-1
出版日期：
页数：	323
字数：	430
出版社：	机械工业出版社

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系统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专业师生阅读参考。

前言
编辑的话
一部分　储能系统／电池系统概述
１章　储能系统／电池系统概述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　锂离子电池系统的结构７１ 
９章　锂离子电池单体８０ 
１０章　锂电池系统的密封和橡胶部件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　电池管理系统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　电池系统生产专业人员的教育和培训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　电池系统在电动车辆上的应用需求３０３ 
３３章　电池系统在固定储能系统上的应用需求３２３ 

现代储能技术的基石：深入解析锂离子电池的工作原理、材料科学与应用前景 一、 引言：不可或缺的能源解决方案 在追求可持续发展和能源独立的时代浪潮中，锂离子电池以其卓越的能量密度、长循环寿命和相对环保的特性，已经成为驱动现代社会进步的关键技术之一。从智能手机、笔记本电脑到电动汽车，再到大规模电网储能系统，锂离子电池的身影无处不在，深刻地改变着我们的生活方式和工业格局。这本深入解析锂离子电池的书籍，旨在为读者提供一个全面、系统且深入的理解框架，带领大家探索这项革命性技术的科学奥秘、工程挑战以及广阔的未来前景。它不仅仅是一份技术手册，更是一部关于能源未来的发展史诗，揭示了人类如何通过对微观粒子世界的精妙操控，实现对宏观能量的有效管理与利用。 二、 核心工作原理：电化学反应的精妙舞步 要理解锂离子电池的强大功能，首先需要深入剖析其核心——电化学反应。本书将从最基本的概念出发，层层递进地阐述锂离子电池的工作机制。我们将详细解析正负极材料在充放电过程中发生的氧化还原反应，探究锂离子在电解液中的迁移路径，并揭示隔膜在隔离正负极、允许锂离子通过方面的关键作用。 正极材料的奥秘： 锂离子电池的性能很大程度上取决于正极材料的选择。本书将详尽介绍目前主流的正极材料体系，包括钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、磷酸铁锂（LiFePO4）以及镍钴锰酸锂（NCM）、镍钴铝酸锂（NCA）等三元材料。我们将深入探讨这些材料的晶体结构、锂离子嵌入/脱出机制、电压平台、能量密度、功率密度、安全性和成本等关键性能指标。通过对材料结构与性能之间关系的细致分析，读者将能够理解不同正极材料为何适用于不同的应用场景。例如，为何磷酸铁锂以其优异的安全性和长寿命而备受青睐，成为电动大巴和储能领域的首选；而高镍三元材料则因其高能量密度，成为电动汽车追求长续航里程的必然选择。 负极材料的探索： 负极材料是锂离子电池的另一大组成部分，其性能直接影响电池的容量、循环稳定性和倍率性能。本书将重点介绍石墨类负极材料，这是目前商业化应用最为广泛的负极材料。我们将解析石墨的层状结构以及锂离子在石墨层间的嵌入（插层）过程。同时，本书还将触及其他新型负极材料的研发进展，如硅基负极、钛酸锂（LTO）、硬碳等。硅基负极因其理论容量远高于石墨而备受关注，但其体积膨胀问题是亟待解决的技术难点，本书将对这些挑战进行深入剖析。 电解液与隔膜：生命的血液与屏障： 电解液作为锂离子迁移的通道，其性质对电池的电化学性能、安全性和工作温度范围有着至关重要的影响。本书将详细介绍有机溶剂电解液的组成，包括锂盐（如LiPF6、LiBF4）、有机溶剂（如EC、DMC、DEC）以及各种添加剂。我们将探讨电解液的离子导电率、电化学稳定性窗口、粘度以及对 SEI（固体电解质界面膜）形成的影响。隔膜作为正负极之间的物理屏障，其孔隙率、厚度、机械强度和热稳定性直接关系到电池的安全性能。本书将介绍陶瓷涂层隔膜、聚烯烃隔膜等不同类型隔膜的结构和性能特点，以及其在防止电池内部短路方面的关键作用。 三、 材料科学的创新前沿：驱动性能飞跃的引擎 锂离子电池的性能提升离不开材料科学的持续创新。本书将聚焦于当前和未来锂离子电池材料研究的最前沿领域，为读者展现材料科学家们如何通过分子设计、纳米结构调控和复合材料开发，不断突破现有技术的瓶颈。 高镍正极的优化与挑战： 随着电动汽车市场对续航里程需求的不断增长，高镍三元正极材料（如NCM811、NCA）的研究与应用成为热点。本书将深入分析高镍材料面临的挑战，如结构稳定性下降、表面副反应增多、热稳定性降低等，并介绍通过表面包覆、掺杂改性、优化合成工艺等手段来提高其性能的策略。 硅基负极的突破与应用： 硅基负极以其超高的理论容量（约4200 mAh/g，远超石墨的372 mAh/g）被视为下一代主流负极材料的有力竞争者。本书将重点探讨硅材料在充放电过程中产生的巨大体积膨胀问题，以及如何通过纳米化、构建核壳结构、引入导电网络、开发新型粘结剂等方法来缓解这一问题，并介绍其在提升电池能量密度方面的巨大潜力。 固态电解质的曙光： 传统的液态电解质存在易燃易爆、安全性较低等缺点。固态电解质的出现为解决这些问题带来了希望。本书将详细介绍聚合物固态电解质、氧化物固态电解质和硫化物固态电解质等不同类型的固态电解质，分析它们的离子导电性、界面相容性、机械强度等关键性能，并探讨固态锂离子电池在提高安全性和能量密度方面的应用前景。 下一代电池技术的展望： 除了对现有技术进行深入剖析，本书还将展望未来可能颠覆储能格局的新兴电池技术，如锂硫电池、锂空气电池、钠离子电池等。我们将简要介绍这些技术的潜在优势、面临的主要挑战以及未来的发展方向。 四、 电池设计与制造：从实验室到工业生产的桥梁 将实验室中的材料和原理转化为可靠、高效的电池产品，需要精密的电池设计和先进的制造工艺。本书将引导读者了解电池从电芯设计到成品制造的全过程。 电芯结构设计： 圆柱形、方形和软包等不同电芯结构各有优缺点。本书将分析不同结构在能量密度、功率性能、散热性、安全性以及生产成本等方面的权衡，并介绍如何根据不同的应用需求选择合适的电芯结构。 电池管理系统（BMS）： 电池管理系统是确保锂离子电池安全、高效运行的关键。本书将详细阐述BMS的功能，包括电芯电压、温度、电流的监测，SOC（荷电状态）和SOH（健康状态）的估算，均衡管理，过充、过放、过温等异常情况的保护，以及通信接口等。 生产制造工艺： 从浆料制备、涂布、辊压、分切、卷绕/叠片到电解液注入、化成、分容等，每一个环节都对电池的最终性能和质量至关重要。本书将介绍当前主流的电池制造工艺流程，并探讨如何通过工艺优化来提高生产效率、降低成本并保证产品一致性。 五、 应用领域与发展趋势：赋能绿色未来 锂离子电池的应用范围之广，几乎涵盖了我们生活的方方面面，并正在深刻地重塑各个行业。 消费电子产品： 智能手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备等，都高度依赖锂离子电池提供持久的电力支持，推动着便携式电子设备的智能化和轻薄化发展。 电动汽车（EVs）： 电动汽车是锂离子电池最具颠覆性的应用领域之一。本书将深入分析电动汽车对电池能量密度、功率密度、寿命、安全性和成本的严苛要求，以及锂离子电池技术如何推动电动汽车产业的蓬勃发展。 电网储能： 随着可再生能源（如太阳能、风能）的广泛部署，对电网储能的需求日益增长。本书将探讨锂离子电池在调峰调谷、提升电网稳定性、支持分布式能源接入等方面的作用，并介绍不同应用场景下的储能系统设计与挑战。 其他新兴应用： 除了上述主要领域，本书还将简要介绍锂离子电池在航空航天、医疗设备、电动工具、储能式交通工具等其他新兴领域的应用，展现其作为通用能源解决方案的广泛潜力。 可持续性与回收： 随着锂离子电池的大规模应用，其全生命周期的可持续性问题日益受到关注。本书将探讨电池材料的稀缺性、钴等关键元素的伦理问题，以及电池回收与梯次利用的重要性。我们将介绍当前的电池回收技术和未来可能的发展方向，以期构建更加绿色、循环的能源体系。 六、 结论：通往清洁能源未来的重要里程碑 锂离子电池的出现，无疑是人类在能源技术领域迈出的重要一步。它不仅满足了我们对便携性和高效能源的需求，更在推动全球能源结构的转型，加速向清洁、可持续能源时代的迈进过程中扮演着核心角色。本书通过对锂离子电池工作原理、材料科学、设计制造以及广泛应用领域的深度解析，旨在为科研人员、工程师、学生以及所有对这项颠覆性技术感兴趣的读者，提供一个全面、深入且实用的知识平台。我们相信，对锂离子电池技术的深入理解和持续创新，将是解锁未来绿色能源解决方案的关键。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对电子产品充满好奇心的普通消费者，虽然我不是专业人士，但每次看到手机、电动汽车的快速发展，我都会对背后的动力源——锂离子电池产生浓厚的兴趣。我希望这本《锂离子电池手册》能够用一种相对易懂的方式，为我揭示锂离子电池的奥秘。比如，它究竟是如何储存和释放能量的？为什么我们的手机电池用久了会不耐用？电动汽车的续航里程是如何受到电池性能影响的？这本书有没有介绍一些日常使用中可以延长电池寿命的小窍门，或者关于电池回收再利用的科普知识？我希望它能让我对这个“能量心脏”有更直观的理解，而不是停留在模糊的概念上。作为一本机械工业出版社出版的书籍，我希望它在专业性的基础上，也能兼顾到普通读者的阅读需求，让我能够带着轻松的心情去学习和探索。

评分☆☆☆☆☆

收到这本《锂离子电池手册》，首先吸引我的是它精美的装帧和清晰的排版，一看就是用心制作的正版书籍。我一直在关注新能源汽车行业的发展，而锂离子电池无疑是这个行业的核心驱动力。我对电池系统的集成、管理和控制技术非常感兴趣。这本书是否会详细介绍BMS（电池管理系统）的功能、组成和工作原理？如何通过BMS实现对电池的精确监测、均衡和保护，从而最大化电池的性能和安全性？我希望能够从中了解到不同BMS架构的优劣，以及最新的BMS算法和发展趋势。此外，对于电池的热管理技术，包括主动和被动冷却方法，以及如何预防热失控，我也是非常关注的。我相信，这本书作为一本专业的机械工业出版社出版的手册，能够为我提供扎实的理论基础和实践指导，帮助我更深入地理解锂离子电池在新能源汽车中的关键作用。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚刚踏入电池研发领域的学生，我对《锂离子电池手册》充满了期待。我目前接触到的一些教科书，虽然讲解了基础理论，但在实际应用和最新技术方面的信息更新较慢，而且很多细节处理得不够到位，有时甚至让我感到困惑。我希望能在这本书中找到关于先进的电极材料、电解液添加剂、隔膜技术等方面的最新研究进展，以及一些实用的实验设计和数据分析方法。特别是对于电池的循环寿命、能量密度、功率密度和内阻等关键性能指标，希望能够有详细的测试方法和影响因素分析。这本书作为机械工业出版社出版的正版书籍，我相信其内容是经过严格审核的，能够提供高质量、有价值的信息。如果书中还能包含一些典型的失效案例分析和相应的改进措施，那对我来说就更有指导意义了。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《锂离子电池手册》，沉甸甸的，感觉很有分量，包装也很严实，一看就是正规出版社的书。我一直对新能源技术很感兴趣，尤其是锂离子电池，感觉这个领域未来潜力无限，而且渗透到我们生活的方方面面。虽然我对这个行业已经有了一些初步的了解，但总觉得知识体系不够系统，总是在网上零散地搜集信息，效率不高，也容易被一些非专业的信息误导。这本书的名字一看就很高大上，而且是机械工业出版社出版的，感觉内容会比较权威和专业。我特别希望它能帮我梳理清楚锂离子电池的基本原理、材料构成、制造工艺、性能评估以及未来的发展趋势等等。尤其是在安全方面，锂离子电池的安全性一直是大家关注的焦点，这本书有没有详细介绍相关的风险控制和安全技术，这一点我非常期待。总而言之，我希望能通过这本书，建立起一个扎实的锂离子电池知识框架，为我后续的学习和理解打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版信息很明确，是机械工业出版社的正版，这点让我很放心。最近我因为工作需要，需要对锂离子电池的产业链有一个更深入的了解，尤其是上游的材料供应、中游的制造技术以及下游的应用市场。市面上关于锂离子电池的书籍不少，但很多都偏向于科普或者技术细节，我需要一本能够覆盖整个产业链，并且对市场和产业发展有洞察力的参考书。我希望这本书能够提供关于不同类型锂离子电池（比如磷酸铁锂、三元锂等等）的优缺点对比，以及它们在不同应用领域（电动汽车、储能、消费电子）的市场表现和发展前景。另外，对于电池的回收和梯次利用，这本手册有没有涉及，我也很关心，毕竟这是实现可持续发展的重要环节。我对这本书的期待是，它能像一本全景图一样，让我对整个锂离子电池产业有一个宏观而又清晰的认识，帮助我做出更准确的判断和决策。