基礎(chǔ)知識
第1章
1.1　發(fā)展歷程 ……………………………………………………………1
1.1.1　電池的定義 …………………………………………………1
1.1.2　電池的發(fā)展史 ………………………………………………2
1.1.3　電池的分類 …………………………………………………5
1.1.3.1　原電池 …………………………………………………5
1.1.3.2　蓄電池 …………………………………………………7
1.1.3.3　貯備電池 ………………………………………………8
1.1.3.4　燃料電池 ………………………………………………8
1.1.4　動力蓄電池的發(fā)展背景 ……………………………………9
1.1.4.1　動力蓄電池的發(fā)展意義 ………………………………9
1.1.4.2　各國動力蓄電池發(fā)展規(guī)劃 ………………………… 10
1.1.5　動力蓄電池的發(fā)展現(xiàn)狀 ………………………………… 13
1.1.6　動力蓄電池的發(fā)展趨勢 ………………………………… 14
1.1.6.1　新型鋰離子蓄電池 ………………………………… 14
1.1.6.2　新體系電池 ………………………………………… 15
1.2　電池的組成及工作原理 ………………………………………… 15
1.2.1　電池的基本組成 ………………………………………… 15
1.2.1.1　電極 ………………………………………………… 16
1.2.1.2　電解質(zhì) ……………………………………………… 16
1.2.1.3　隔膜 ………………………………………………… 17
1.2.1.4　外殼 ………………………………………………… 17
1.2.2　蓄電池和蓄電池組合 …………………………………… 18
1.2.2.1　概念術(shù)語 …………………………………………… 18
1.2.2.2　蓄電池組的組合方式 ……………………………… 18
1.2.3　電池的工作原理 ………………………………………… 20
1.2.3.1　放電時的工作原理 ………………………………… 20
1.2.3.2　充電時的工作原理 ………………………………… 21
1.2.3.3　原電池具體實例 …………………………………… 21
1.2.3.4　蓄電池具體實例 …………………………………… 22
1.2.3.5　燃料電池工作原理 ………………………………… 23
1.3　蓄電池的性能特征 ……………………………………………… 24
1.3.1　重要概念術(shù)語 …………………………………………… 24
1.3.1.1　電池電壓 …………………………………………… 24
1.3.1.2　電池容量 …………………………………………… 26
1.3.1.3　電池能量 …………………………………………… 30
1.3.1.4　電池功率與功率密度 ……………………………… 33
1.3.1.5　電池內(nèi)阻 …………………………………………… 34
1.3.1.6　放電電流 …………………………………………… 35
1.3.1.7　荷電狀態(tài) …………………………………………… 35
1.3.1.8　自放電特性 ………………………………………… 36
1.3.1.9　電池壽命 …………………………………………… 37
1.3.2　主要電池體系性能特征比較 …………………………… 38
1.3.2.1　能量密度和功率密度的比較 ……………………… 38
1.3.2.2　主要動力蓄電池的特性比較 ……………………… 40
1.3.3　電池不一致性 …………………………………………… 41
1.3.3.1　電池不一致性概述 ………………………………… 41
1.3.3.2　電池不一致性分類 ………………………………… 42
1.3.3.3　電池一致性提高途徑 ……………………………… 43
1.4　熱力學基礎(chǔ)和電化學原理 ……………………………………… 43
1.4.1　熱力學基礎(chǔ) ……………………………………………… 43
1.4.2　電極反應(yīng)動力學 ………………………………………… 47
1.4.2.1　電極過程 …………………………………………… 47
1.4.2.2　極化作用 …………………………………………… 48
1.4.2.3　塔菲爾（Tafel）公式………………………………… 49
1.4.3　典型的電化學測量技術(shù) ………………………………… 50
1.4.3.1　三電極體系 ………………………………………… 50
1.4.3.2　循環(huán)伏安法（CV）…………………………………… 51
1.4.3.3　電化學阻抗譜法（EIS）……………………………… 53
參考文獻 ……………………………………………………………… 54
鋰離子蓄電池
第2章
2.1　發(fā)展概述 ………………………………………………………… 55
2.2　材料體系 ………………………………………………………… 56
2.2.1　正極材料 ………………………………………………… 56
2.2.1.1　概述 ………………………………………………… 56
2.2.1.2　正極材料分類及生產(chǎn)工藝 ………………………… 56
2.2.1.3　材料特性及測試方法 ……………………………… 77
2.2.2　負極材料 ………………………………………………… 91
2.2.2.1　概述 ………………………………………………… 91
2.2.2.2　石墨類負極材料 …………………………………… 92
2.2.2.3　無定形碳材料 …………………………………… 101
2.2.2.4　硅基負極材料 …………………………………… 106
2.2.2.5　鈦酸鋰（Li4Ti5O12） ……………………………… 114
2.2.2.6　其他 ……………………………………………… 117
2.2.2.7　材料特性與測試方法 …………………………… 122
2.2.2.8　車用鋰離子蓄電池負極材料發(fā)展趨勢 ………… 129
2.2.2.9　各類負極材料在電動汽車中的使用案例 ……… 131
2.2.2.10　各類負極材料性能及優(yōu)缺點對比 ……………… 131
2.2.3　電解質(zhì)（電解液）……………………………………… 132
2.2.3.1　電解液的性能特點 ……………………………… 132
2.2.3.2　電解液組成 ……………………………………… 133
2.2.3.3　電解液的生產(chǎn)方法 ……………………………… 150
2.2.3.4　電解液技術(shù)指標 ………………………………… 150
2.2.3.5　電解液的分析方法 ……………………………… 151
2.2.3.6 電解液對集流體、正負極材料等的表面腐蝕或
相互作用 ………………………………………… 151
2.2.3.7　電解液發(fā)展趨勢 ………………………………… 152
2.2.3.8　電解液典型應(yīng)用案例 …………………………… 152
2.2.4　隔膜 …………………………………………………… 158
2.2.4.1　概述 ……………………………………………… 158
2.2.4.2　隔膜的分類 ……………………………………… 159
2.2.4.3　主要制造技術(shù)和生產(chǎn)工藝 ……………………… 163
2.2.4.4　隔膜表面涂覆 …………………………………… 165
2.2.4.5　主要技術(shù)指標及檢測方法 ……………………… 166
2.2.4.6　隔膜的發(fā)展趨勢 ………………………………… 170
2.2.5　其他材料 ……………………………………………… 170
2.2.5.1　鋁塑膜 …………………………………………… 170
2.2.5.2　銅箔 ……………………………………………… 180
2.2.5.3　鋁箔 ……………………………………………… 187
2.2.5.4　導電材料 ………………………………………… 191
2.2.5.5　黏結(jié)劑 …………………………………………… 200
2.3　電池結(jié)構(gòu)及設(shè)計 ……………………………………………… 203
2.3.1　性能設(shè)計 ……………………………………………… 203
2.3.1.1　容量設(shè)計 ………………………………………… 203
2.3.1.2　能量密度（續(xù)駛里程）…………………………… 204
2.3.1.3　功率特性（爬坡、制動）………………………… 208
2.3.1.4　溫度特性 ………………………………………… 210
2.3.1.5　耐久性（循環(huán) / 擱置） …………………………… 211
2.3.2　結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………… 219
2.3.2.1　概述 ……………………………………………… 219
2.3.2.2　軟包電池結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………… 220
2.3.2.3　圓柱形電池結(jié)構(gòu)設(shè)計 …………………………… 222
2.3.2.4　方形電池結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………… 225
2.3.3　安全設(shè)計 ……………………………………………… 229
2.3.3.1　材料及體系改進 ………………………………… 229
2.3.3.2　電池結(jié)構(gòu)安全設(shè)計 ……………………………… 234
2.3.4　熱設(shè)計 ………………………………………………… 244
2.3.4.1　熱管理概念及作用 ……………………………… 244
2.3.4.2　熱管理的設(shè)計目標 ……………………………… 246
2.3.4.3　電池生熱機理及模型 …………………………… 247
2.3.4.4　電池材料對電池生熱傳熱的影響 ……………… 253
2.3.4.5　電池老化對電池生熱的影響 …………………… 254
2.3.4.6　電池傳熱機理與內(nèi)部溫度分布及預(yù)測 ………… 255
2.3.4.7　電池的熱控方法總結(jié) …………………………… 259
2.4　電池制造工藝及設(shè)備 ………………………………………… 273
2.4.1　鋰電池設(shè)備制造業(yè)發(fā)展概況 ………………………… 273
2.4.1.1　鋰電池設(shè)備發(fā)展歷程 …………………………… 273
2.4.1.2　鋰電設(shè)備制造行業(yè)未來發(fā)展趨勢 ……………… 274
2.4.2　電池的制造工藝流程 ………………………………… 276
2.4.3　鋰離子蓄電池制造工藝及設(shè)備概述 ………………… 277
2.4.3.1　漿料制備系統(tǒng) …………………………………… 277
2.4.3.2　極片制備系統(tǒng) …………………………………… 279
2.4.3.3　芯包制備系統(tǒng) …………………………………… 282
2.4.3.4　單體蓄電池裝配系統(tǒng) …………………………… 285
2.4.3.5　干燥注液系統(tǒng) …………………………………… 286
2.4.3.6　化成分容系統(tǒng) …………………………………… 287
2.4.4　動力蓄電池的智能制造 ……………………………… 288
2.4.4.1　動力蓄電池智能制造的需求 …………………… 288
2.4.4.2　動力蓄電池智能制造路線圖 …………………… 289
2.4.4.3　動力蓄電池智能制造系統(tǒng)集成標準體系 ……… 295
2.4.4.4　動力蓄電池智能制造裝備的層級 ……………… 296
2.4.4.5　動力蓄電池智能制造系統(tǒng)成熟度實現(xiàn)的層級 … 297
2.5　動力蓄電池性能要求 ………………………………………… 298
2.5.1　規(guī)格尺寸要求 ………………………………………… 298
2.5.2　一致性要求 …………………………………………… 300
2.5.3　電性能要求 …………………………………………… 300
2.5.3.1　充電性能要求 …………………………………… 300
2.5.3.2　放電性能要求 …………………………………… 301
2.5.3.3　儲存性能要求 …………………………………… 303
2.5.4　安全性要求 …………………………………………… 304
2.5.4.1　電安全要求 ……………………………………… 304
2.5.4.2　機械安全要求 …………………………………… 307
2.5.4.3　環(huán)境安全要求 …………………………………… 312
2.5.4.4　熱穩(wěn)定性安全要求 ……………………………… 316
2.5.5　壽命要求 ……………………………………………… 318
2.5.5.1　標準循環(huán)壽命 …………………………………… 318
2.5.5.2　工況循環(huán)壽命 …………………………………… 319
2.5.5.3　日歷循環(huán)壽命 …………………………………… 320
2.5.5.4　加速壽命測試 / 預(yù)測……………………………… 321
2.6　電池生產(chǎn)廠房設(shè)計要求 ……………………………………… 321
2.6.1　建筑布局 ……………………………………………… 321
2.6.1.1　物流優(yōu)化布局 …………………………………… 321
2.6.1.2　高度和建筑材料 ………………………………… 322
2.6.1.3　噪聲、衛(wèi)生及保密考慮 ………………………… 322
2.6.1.4　匹配未來變化 …………………………………… 322
2.6.2　生產(chǎn)環(huán)境及動力供應(yīng)要求 …………………………… 323
2.6.2.1　生產(chǎn)環(huán)境規(guī)定 …………………………………… 323
2.6.2.2　動力供應(yīng)要求 …………………………………… 329
2.6.3　原輔材料及加工工藝火災(zāi)危險性分類 ……………… 331
2.6.3.1　倉庫存儲物質(zhì)的火災(zāi)危險特征 ………………… 331
2.6.3.2　電解液混合溶劑的物質(zhì)火災(zāi)特征 ……………… 332
2.6.3.3　車間物質(zhì)的火災(zāi)特征 …………………………… 334
2.6.4　生產(chǎn)廠區(qū)應(yīng)采用的安全設(shè)施和措施 ………………… 337
2.6.4.1　使用合理方法降低火災(zāi)等級 …………………… 337
2.6.4.2　注液車間的安全措施 …………………………… 337
2.6.4.3　化成車間的安全措施 …………………………… 339
2.6.4.4　局部噴淋系統(tǒng) …………………………………… 342
2.6.4.5　消防風水法的應(yīng)用 ……………………………… 342
2.6.4.6　全廠的消火栓系統(tǒng) ……………………………… 344
2.6.4.7　火災(zāi)報警和疏散 ………………………………… 345
2.6.4.8　宜用設(shè)備抗爆泄爆而建筑不需要抗爆泄爆 ……… 345
2.6.4.9　鋰離子蓄電池生產(chǎn)測試設(shè)備抗爆泄爆 ………… 346
2.6.4.10　粉塵相關(guān)設(shè)備抗爆泄爆 ………………………… 347
2.6.4.11　降低風險的工程實踐 …………………………… 350
2.7　資源情況 ……………………………………………………… 352
2.7.1　石墨資源 ……………………………………………… 352
2.7.1.1 　概述 ……………………………………………… 352
2.7.1.2　石墨的分類 ……………………………………… 354
2.7.1.3　資源分布 ………………………………………… 356
2.7.1.4　用途 ……………………………………………… 362
2.7.2　鋰資源 ………………………………………………… 364
2.7.2.1　概述 ……………………………………………… 364
2.7.2.2　鋰產(chǎn)品的分類 …………………………………… 364
2.7.2.3　資源分布 ………………………………………… 366
2.7.2.4　鋰應(yīng)用情況 ……………………………………… 368
2.7.3　鈷資源 ………………………………………………… 371
2.7.3.1　全球鈷資源狀況 ………………………………… 371
2.7.3.2　中國鈷資源狀況 ………………………………… 372
2.7.4　鎳資源 ………………………………………………… 373
2.7.4.1　鎳礦及其分類 …………………………………… 373
2.7.4.2　中國鎳資源狀況 ………………………………… 373
2.8　梯級利用及資源回收 ………………………………………… 374
2.8.1　退役電池處理方法 …………………………………… 374
2.8.1.1　電池退役的判定 ………………………………… 374
2.8.1.2　退役電池包的拆卸 ……………………………… 375
2.8.1.3　退役電池的暫存和管理 ………………………… 378
2.8.1.4　退役電池的包裝及運輸 ………………………… 379
2.8.2　電池階梯利用 ………………………………………… 380
2.8.2.1　退役動力蓄電池階梯利用概述 ………………… 380
2.8.2.2　電池梯次利用的基本方法 ……………………… 382
2.8.2.3　梯次利用技術(shù)的發(fā)展方向 ……………………… 385
2.8.3　資源再生技術(shù) ………………………………………… 386
2.8.3.1　目的和意義 ……………………………………… 386
2.8.3.2　報廢電池的資源分類及處理 …………………… 386
2.8.3.3　單體蓄電池的拆分技術(shù) ………………………… 390
2.8.3.4　稀有資源的再生技術(shù) …………………………… 394
參考文獻 …………………………………………………………… 395
超級電容器
第3章
3.1　概述 …………………………………………………………… 405
3.1.1　發(fā)展歷程 ……………………………………………… 405
3.1.2　相關(guān)標準 ……………………………………………… 406
3.1.3　儲能原理及分類 ……………………………………… 406
3.1.4　超級電容器電動汽車 ………………………………… 407
3.2　超級電容器的關(guān)鍵材料 ……………………………………… 407
3.2.1　超級電容器的活性炭電極材料 ……………………… 408
3.2.1.1　活性炭電極材料的種類和來源 ………………… 408
3.2.1.2　活性炭電極材料的性能 ………………………… 408
3.2.2　準電容電極材料 ……………………………………… 409
3.2.3　隔膜 …………………………………………………… 410
3.2.3.1　性能特點 ………………………………………… 410
3.2.3.2　分類 ……………………………………………… 410
3.2.4　電解液 ………………………………………………… 410
3.2.4.1　水系電解液 ……………………………………… 411
3.2.4.2　有機電解液 ……………………………………… 411
3.2.4.3　離子液體 ………………………………………… 413
3.2.5　主要輔助材料 ………………………………………… 413
3.2.5.1　導電劑 …………………………………………… 413
3.2.5.2　黏結(jié)劑 …………………………………………… 414
3.2.5.3　集流體 …………………………………………… 414
3.2.5.4　封裝材料 ………………………………………… 415
3.3　超級電容器的結(jié)構(gòu)與封裝 …………………………………… 416
3.3.1　超級電容器的結(jié)構(gòu) …………………………………… 416
3.3.1.1　電極 ……………………………………………… 417
3.3.1.2　隔膜 ……………………………………………… 417
3.3.1.3　電解液 …………………………………………… 418
3.3.2　超級電容器的封裝 …………………………………… 418
3.3.2.1　紐扣式電容器 …………………………………… 418
3.3.2.2　圓柱形電容器電池 ……………………………… 420
3.3.2.3　方形電容器 ……………………………………… 421
3.4　超級電容器模組的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 ……………………………… 423
3.4.1　模組性能設(shè)計 ………………………………………… 423
3.4.1.1　電性能設(shè)計 ……………………………………… 423
3.4.1.2　單體篩選分級 …………………………………… 424
3.4.1.3　狀態(tài)監(jiān)測及均衡 ………………………………… 424
3.4.2　模組結(jié)構(gòu)設(shè)計 ………………………………………… 424
3.4.2.1　單體連接設(shè)計 …………………………………… 425
3.4.2.2　外殼設(shè)計 ………………………………………… 425
3.4.3　模組安全性設(shè)計 ……………………………………… 425
3.4.3.1　化學安全 ………………………………………… 425
3.4.3.2　電氣安全 ………………………………………… 425
3.4.3.3　機械安全 ………………………………………… 426
3.4.4　模組制造工藝 ………………………………………… 426
3.5　超級電容器的性能要求 ……………………………………… 426
3.5.1　電性能要求 …………………………………………… 426
3.5.2　安全性要求 …………………………………………… 427
3.5.3　壽命要求 ……………………………………………… 427
3.6　超級電容器在車輛領(lǐng)域的典型應(yīng)用 ………………………… 427
3.6.1　在混合動力電動汽車方面的應(yīng)用 …………………… 427
3.6.2　在再生制動系統(tǒng)方面的應(yīng)用 ………………………… 428
3.6.3　在新型軌道交通方面的應(yīng)用 ………………………… 431
3.6.4　在純電動公交車方面的應(yīng)用 ………………………… 433
3.6.5　在車輛輔助起動方面的應(yīng)用 ………………………… 435
3.6.6　在無人搬運車方面的應(yīng)用 …………………………… 436
3.6.7　在低溫起動中的應(yīng)用 ………………………………… 436
3.7　回收再利用技術(shù) ……………………………………………… 437
3.7.1　廢舊超級電容器的存放 ……………………………… 437
3.7.2　消電處理 ……………………………………………… 438
3.7.3　切割破碎 ……………………………………………… 438
3.7.4　活性物質(zhì)剝離 ………………………………………… 438
3.7.5　廢氣廢液處理 ………………………………………… 438
3.8　車用超級電容器的發(fā)展趨勢 ………………………………… 439
3.8.1　雙電層電容器的發(fā)展趨勢 …………………………… 439
3.8.2　鋰離子電容器 ………………………………………… 439
3.8.3　雙電層電容器在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢 ………… 441
3.8.4　市場規(guī)模發(fā)展預(yù)測 …………………………………… 441
參考文獻 …………………………………………………………… 443
閥控式鉛酸蓄電池（動力型）
第4章
4.1　鉛酸蓄電池概述 ……………………………………………… 447
4.1.1　鉛酸蓄電池的發(fā)展 …………………………………… 447
4.1.2　鉛酸蓄電池的應(yīng)用 …………………………………… 448
4.1.3　鉛酸蓄電池的優(yōu)缺點 ………………………………… 449
4.2　鉛酸蓄電池的工作原理 ……………………………………… 449
4.2.1　鉛酸蓄電池的反應(yīng)原理 ……………………………… 449
4.2.2　閥控式鉛酸蓄電池的氧復合原理 …………………… 451
4.3　鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品設(shè)計 ……………………………… 452
4.3.1　鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu) …………………………………… 452
4.3.2　鉛酸蓄電池產(chǎn)品設(shè)計 ………………………………… 452
4.3.2.1　設(shè)計要點 ………………………………………… 452
4.3.2.2　容量計算 ………………………………………… 453
4.3.2.3　連接線和極柱等鉛零件的計算 ………………… 460
4.3.3　常用鉛酸蓄電池的型號及尺寸 ……………………… 462
4.4　鉛酸蓄電池用主要材料及性能要求 ………………………… 463
4.4.1　鉛酸蓄電池用鉛及鉛基合金 ………………………… 463
4.4.2　鉛酸蓄電池用隔板 …………………………………… 465
4.4.3　鉛酸蓄電池用電解液 ………………………………… 466
4.4.3.1　稀硫酸電解液的主要技術(shù)指標 ………………… 467
4.4.3.2　膠體電解液（原膠）的主要技術(shù)指標…………… 468
4.4.3.3　硫酸溶液冰點 …………………………………… 468
4.4.3.4　硫酸溶液雜質(zhì)與析氣量 ………………………… 468
4.4.4　鉛酸蓄電池槽 ………………………………………… 469
4.4.5　鉛酸蓄電池密封 ……………………………………… 470
4.4.5.1　環(huán)氧樹脂密封 …………………………………… 470
4.4.5.2　熱封 ……………………………………………… 471
4.4.6　鉛酸蓄電池用安全閥和消氫栓 ……………………… 471
4.4.7　鉛酸蓄電池用添加劑 ………………………………… 471
4.5　制造工藝 ……………………………………………………… 472
4.5.1　鉛粉制造 ……………………………………………… 472
4.5.2　板柵制造 ……………………………………………… 475
4.5.2.1　重力澆鑄工藝 …………………………………… 476
4.5.2.2　連續(xù)拉網(wǎng)工藝 …………………………………… 478
4.5.2.3　連續(xù)沖網(wǎng)工藝 …………………………………… 478
4.5.2.4　連續(xù)澆鑄工藝 …………………………………… 480
4.5.2.5　熔鉛爐 …………………………………………… 481
4.5.3　和膏和涂板 …………………………………………… 481
4.5.3.1　和膏 ……………………………………………… 481
4.5.3.2　涂板 ……………………………………………… 492
4.5.4　極板固化干燥 ………………………………………… 493
4.5.4.1　固化 ……………………………………………… 493
4.5.4.2　分片 ……………………………………………… 496
4.5.5　鉛酸蓄電池組裝 ……………………………………… 496
4.5.5.1　極群組裝 ………………………………………… 496
4.5.5.2　極群焊接方式 …………………………………… 497
4.5.5.3　封蓋 ……………………………………………… 497
4.5.6　鉛酸蓄電池化成 ……………………………………… 498
4.5.6.1　加酸 ……………………………………………… 498
4.5.6.2　化成 ……………………………………………… 499
4.5.6.3　容量檢測 ………………………………………… 500
4.5.6.4　配組 ……………………………………………… 500
4.5.6.5　包裝 ……………………………………………… 501
4.6　鉛酸蓄電池性能要求 ………………………………………… 501
4.6.1　鉛酸蓄電池性能標準 ………………………………… 501
4.6.2　鉛酸蓄電池常見故障 ………………………………… 502
4.7　電動汽車用鉛酸蓄電池的發(fā)展趨勢 ………………………… 504
4.7.1　啟停電池 ……………………………………………… 505
4.7.1.1　啟停電池產(chǎn)生的背景 …………………………… 505
4.7.1.2　啟停電池的使用原理 …………………………… 505
4.7.1.3　啟停電池主要的性能要求 ……………………… 505
4.7.1.4　啟停電池的特點 ………………………………… 506
4.7.2　雙極性鉛酸蓄電池 …………………………………… 508
4.7.3　超級鉛碳電池 ………………………………………… 509
參考文獻 …………………………………………………………… 510
金屬氫化物鎳蓄電池
第5章
5.1　概述 …………………………………………………………… 511
5.2　工作原理 ……………………………………………………… 512
5.3　電池材料 ……………………………………………………… 515
5.3.1　儲氫合金粉 …………………………………………… 516
5.3.1.1 AB5 儲氫合金粉 ………………………………… 516
5.3.1.2　鑄造法制備儲氫合金粉 ………………………… 519
5.3.1.3　快淬法制備儲氫合金粉 ………………………… 519
5.3.1.4　儲氫合金粉性能的優(yōu)化 ………………………… 521
5.3.1.5　新型 La-Mg-Ni 儲氫合金 ………………………… 523
5.3.2　氫氧化鎳 ……………………………………………… 524
5.3.2.1　氫氧化鎳的結(jié)構(gòu)及充放電機理 ………………… 524
5.3.2.2　氫氧化鎳的合成 ………………………………… 525
5.3.2.3　氫氧化鎳包覆鈷 ………………………………… 528
5.3.2.4　氫氧化鎳性能指標 ……………………………… 528
5.3.2.5　氫氧化鎳合成設(shè)備 ……………………………… 529
5.3.3　隔膜 …………………………………………………… 532
5.3.4　氫氧化鉀電解液 ……………………………………… 532
5.3.5　蓄電池殼、蓋、密封圈 ……………………………… 536
5.3.6　泡沫鎳 ………………………………………………… 537
5.3.7　穿孔鍍鎳鋼帶 ………………………………………… 539
5.3.8　增稠劑和黏結(jié)劑 ……………………………………… 539
5.4　電極制造 ……………………………………………………… 543
5.4.1　正極制造 ……………………………………………… 547
5.4.2　負極制造 ……………………………………………… 547
5.5　單體蓄電池的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 …………………………………… 548
5.5.1　圓柱形單體蓄電池的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 …………………… 550
5.5.1.1　金屬氫化物鎳單體蓄電池 ……………………… 550
5.5.1.2　金屬氫化物鎳蓄電池模塊 ……………………… 551
5.5.2　矩形 7.2V 蓄電池模塊的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 ……………… 552
5.5.2.1　日本矩形 7.2V 蓄電池模塊的進展 ……………… 552
5.5.2.2　各種結(jié)構(gòu)蓄電池模塊的性能分析與設(shè)計 ……… 554
5.6　混合動力電動汽車用蓄電池包的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用 ……………… 559
5.6.1　圓柱形單體蓄電池組成的蓄電池包 ………………… 559
5.6.2　圓柱形單體蓄電池組成的蓄電池包的應(yīng)用 ………… 560
5.7　電性能 ………………………………………………………… 562
5.7.1　充放電性能 …………………………………………… 562
5.7.1.1　放電性能 ………………………………………… 562
5.7.1.2　充電性能 ………………………………………… 563
5.7.1.3　環(huán)境溫度對蓄電池性能的影響 ………………… 563
5.7.2　儲存性能 ……………………………………………… 564
5.7.3　壽命 …………………………………………………… 564
5.8　安全性 ………………………………………………………… 565
5.8.1　概述 …………………………………………………… 565
5.8.2　熱管理 ………………………………………………… 570
5.8.3　一致性 ………………………………………………… 575
5.8.4　過充電和過放電的保護 ……………………………… 577
5.8.5　氫氣的控制 …………………………………………… 579
5.8.6　電氣安全 ……………………………………………… 580
5.9　生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備 ………………………………………………… 581
5.9.1　電池自動化生產(chǎn)線設(shè)備 ……………………………… 581
5.9.1.1　活性物質(zhì)粒度的分選 …………………………… 582
5.9.1.2　電池漿料制造 …………………………………… 582
5.9.1.3　拉漿 ……………………………………………… 585
5.9.1.4　極片的干燥 ……………………………………… 585
5.9.1.5　拉漿頭的設(shè)計 …………………………………… 585
5.9.1.6　電解液的加注 …………………………………… 586
5.9.1.7　激光焊技術(shù)的應(yīng)用 ……………………………… 586
5.9.2　化成、分選與檢測設(shè)備 ……………………………… 587
5.10　 混合動力電動汽車用金屬氫化物鎳蓄電池的
未來展望 …………………………………………………… 587
參考文獻 …………………………………………………………… 590
新體系電池
第6章
6.1　概述 …………………………………………………………… 595
6.2　鋰 - 硫電池 …………………………………………………… 596
6.2.1　硫和鋰的基本性質(zhì) …………………………………… 596
6.2.1.1　單質(zhì)硫 …………………………………………… 596
6.2.1.2　鋰金屬 …………………………………………… 598
6.2.2　工作原理 ……………………………………………… 599
6.2.3　硫正極材料 …………………………………………… 601
6.2.3.1　硫 / 碳復合材料…………………………………… 602
6.2.3.2　硫 / 金屬化合物復合材料………………………… 604
6.2.3.3　硫 / 導電聚合物復合材料………………………… 605
6.2.3.4　硫化聚丙烯腈 …………………………………… 606
6.2.3.5　硫化鋰 …………………………………………… 607
6.2.4　金屬鋰負極 …………………………………………… 608
6.2.4.1　金屬鋰的表面修飾技術(shù) ………………………… 608
6.2.4.2　其他負極 ………………………………………… 609
6.2.5　電解液 ………………………………………………… 609
6.2.6　鋰 - 硫電池的設(shè)計 / 工作特性 ……………………… 611
6.2.7　小結(jié) …………………………………………………… 612
6.3　鋰 - 空氣電池 ………………………………………………… 613
6.3.1　概述 …………………………………………………… 613
6.3.2　工作原理及特點 ……………………………………… 614
6.3.3　鋰 - 空氣電池電極材料 ……………………………… 616
6.3.3.1　空氣電極 ………………………………………… 616
6.3.3.2　金屬基催化劑 …………………………………… 617
6.3.3.3　電解質(zhì) …………………………………………… 618
6.3.3.4　鋰負極的保護 …………………………………… 619
6.3.4　小結(jié) …………………………………………………… 619
6.4　全固態(tài)鋰電池 ………………………………………………… 619
6.4.1　概述 …………………………………………………… 619
6.4.2　固體電解質(zhì) …………………………………………… 620
6.4.2.1　無機型固體電解質(zhì) ……………………………… 620
6.4.2.2　聚合物固態(tài)電解質(zhì) ……………………………… 623
6.4.2.3　復合固體電解質(zhì) ………………………………… 624
6.4.3　全固態(tài)鋰電池界面 / 特性 …………………………… 625
6.4.3.1　正極 / 固體電解質(zhì)界面…………………………… 625
6.4.3.2　負極 / 固體電解質(zhì)界面…………………………… 626
6.4.4　小結(jié) …………………………………………………… 626
6.5　鈉離子電池 …………………………………………………… 627
6.5.1　概述 …………………………………………………… 627
6.5.2　鈉離子電池正極材料 ………………………………… 628
6.5.3　鈉離子電池負極材料 ………………………………… 631
6.5.4　小結(jié) …………………………………………………… 632
6.6　結(jié)語 …………………………………………………………… 633
參考文獻 …………………………………………………………… 633