本卷涵盖了电动汽车采用的相关动力蓄电池体系，从电池的基础知识、铅酸蓄电池、金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池、超级电容器和新体系电池等方面进行了系统的介绍。其中铅酸蓄电池在微混合和低速车领域应用广泛，金属氢化物镍蓄电池在混合动力领域应用广泛，锂离子蓄电池在混合动力、插电式混合动力和纯电动领域均有广泛应用，超级电容器在公共交通领域实现了应用，新体系电池在纯电动领域开展了示范验证。
由于锂离子蓄电池在电动汽车中应用广泛，所受关注度高，是当前研发和产业化的热点，因此在本书内容中所占比例*大。
本卷旨在梳理电动汽车现有技术成果、推进电动汽车产业链全面发展，不仅可以为高等院校、汽车研究机构和企业工程技术人才培养提供非常有价值的教材和参考资料，而且可以直接服务于电动汽车产业的自主创新。希望本手册能够对深入推进供给侧结构性改革、提高我国电动汽车产业研发自主创新能力、提升自主品牌零部件和整车企业的竞争力、培育新动能做出贡献。

基础知识
第1章
1.1　发展历程 ……………………………………………………………1
1.1.1　电池的定义 …………………………………………………1
1.1.2　电池的发展史 ………………………………………………2
1.1.3　电池的分类 …………………………………………………5
1.1.3.1　原电池 …………………………………………………5
1.1.3.2　蓄电池 …………………………………………………7
1.1.3.3　贮备电池 ………………………………………………8
1.1.3.4　燃料电池 ………………………………………………8
1.1.4　动力蓄电池的发展背景 ……………………………………9
1.1.4.1　动力蓄电池的发展意义 ………………………………9
1.1.4.2　各国动力蓄电池发展规划 ………………………… 10
1.1.5　动力蓄电池的发展现状 ………………………………… 13
1.1.6　动力蓄电池的发展趋势 ………………………………… 14
1.1.6.1　新型锂离子蓄电池 ………………………………… 14
1.1.6.2　新体系电池 ………………………………………… 15
1.2　电池的组成及工作原理 ………………………………………… 15
1.2.1　电池的基本组成 ………………………………………… 15
1.2.1.1　电极 ………………………………………………… 16
1.2.1.2　电解质 ……………………………………………… 16
1.2.1.3　隔膜 ………………………………………………… 17
1.2.1.4　外壳 ………………………………………………… 17
1.2.2　蓄电池和蓄电池组合 …………………………………… 18
1.2.2.1　概念术语 …………………………………………… 18
1.2.2.2　蓄电池组的组合方式 ……………………………… 18
1.2.3　电池的工作原理 ………………………………………… 20
1.2.3.1　放电时的工作原理 ………………………………… 20
1.2.3.2　充电时的工作原理 ………………………………… 21
1.2.3.3　原电池具体实例 …………………………………… 21
1.2.3.4　蓄电池具体实例 …………………………………… 22
1.2.3.5　燃料电池工作原理 ………………………………… 23
1.3　蓄电池的性能特征 ……………………………………………… 24
1.3.1　重要概念术语 …………………………………………… 24
1.3.1.1　电池电压 …………………………………………… 24
1.3.1.2　电池容量 …………………………………………… 26
1.3.1.3　电池能量 …………………………………………… 30
1.3.1.4　电池功率与功率密度 ……………………………… 33
1.3.1.5　电池内阻 …………………………………………… 34
1.3.1.6　放电电流 …………………………………………… 35
1.3.1.7　荷电状态 …………………………………………… 35
1.3.1.8　自放电特性 ………………………………………… 36
1.3.1.9　电池寿命 …………………………………………… 37
1.3.2　主要电池体系性能特征比较 …………………………… 38
1.3.2.1　能量密度和功率密度的比较 ……………………… 38
1.3.2.2　主要动力蓄电池的特性比较 ……………………… 40
1.3.3　电池不一致性 …………………………………………… 41
1.3.3.1　电池不一致性概述 ………………………………… 41
1.3.3.2　电池不一致性分类 ………………………………… 42
1.3.3.3　电池一致性提高途径 ……………………………… 43
1.4　热力学基础和电化学原理 ……………………………………… 43
1.4.1　热力学基础 ……………………………………………… 43
1.4.2　电极反应动力学 ………………………………………… 47
1.4.2.1　电极过程 …………………………………………… 47
1.4.2.2　极化作用 …………………………………………… 48
1.4.2.3　塔菲尔（Tafel）公式………………………………… 49
1.4.3　典型的电化学测量技术 ………………………………… 50
1.4.3.1　三电极体系 ………………………………………… 50
1.4.3.2　循环伏安法（CV）…………………………………… 51
1.4.3.3　电化学阻抗谱法（EIS）……………………………… 53
参考文献 ……………………………………………………………… 54
锂离子蓄电池
第2章
2.1　发展概述 ………………………………………………………… 55
2.2　材料体系 ………………………………………………………… 56
2.2.1　正极材料 ………………………………………………… 56
2.2.1.1　概述 ………………………………………………… 56
2.2.1.2　正极材料分类及生产工艺 ………………………… 56
2.2.1.3　材料特性及测试方法 ……………………………… 77
2.2.2　负极材料 ………………………………………………… 91
2.2.2.1　概述 ………………………………………………… 91
2.2.2.2　石墨类负极材料 …………………………………… 92
2.2.2.3　无定形碳材料 …………………………………… 101
2.2.2.4　硅基负极材料 …………………………………… 106
2.2.2.5　钛酸锂（Li4Ti5O12） ……………………………… 114
2.2.2.6　其他 ……………………………………………… 117
2.2.2.7　材料特性与测试方法 …………………………… 122
2.2.2.8　车用锂离子蓄电池负极材料发展趋势 ………… 129
2.2.2.9　各类负极材料在电动汽车中的使用案例 ……… 131
2.2.2.10　各类负极材料性能及优缺点对比 ……………… 131
2.2.3　电解质（电解液）……………………………………… 132
2.2.3.1　电解液的性能特点 ……………………………… 132
2.2.3.2　电解液组成 ……………………………………… 133
2.2.3.3　电解液的生产方法 ……………………………… 150
2.2.3.4　电解液技术指标 ………………………………… 150
2.2.3.5　电解液的分析方法 ……………………………… 151
2.2.3.6 电解液对集流体、正负极材料等的表面腐蚀或
相互作用 ………………………………………… 151
2.2.3.7　电解液发展趋势 ………………………………… 152
2.2.3.8　电解液典型应用案例 …………………………… 152
2.2.4　隔膜 …………………………………………………… 158
2.2.4.1　概述 ……………………………………………… 158
2.2.4.2　隔膜的分类 ……………………………………… 159
2.2.4.3　主要制造技术和生产工艺 ……………………… 163
2.2.4.4　隔膜表面涂覆 …………………………………… 165
2.2.4.5　主要技术指标及检测方法 ……………………… 166
2.2.4.6　隔膜的发展趋势 ………………………………… 170
2.2.5　其他材料 ……………………………………………… 170
2.2.5.1　铝塑膜 …………………………………………… 170
2.2.5.2　铜箔 ……………………………………………… 180
2.2.5.3　铝箔 ……………………………………………… 187
2.2.5.4　导电材料 ………………………………………… 191
2.2.5.5　黏结剂 …………………………………………… 200
2.3　电池结构及设计 ……………………………………………… 203
2.3.1　性能设计 ……………………………………………… 203
2.3.1.1　容量设计 ………………………………………… 203
2.3.1.2　能量密度（续驶里程）…………………………… 204
2.3.1.3　功率特性（爬坡、制动）………………………… 208
2.3.1.4　温度特性 ………………………………………… 210
2.3.1.5　耐久性（循环 / 搁置） …………………………… 211
2.3.2　结构设计 ……………………………………………… 219
2.3.2.1　概述 ……………………………………………… 219
2.3.2.2　软包电池结构设计 ……………………………… 220
2.3.2.3　圆柱形电池结构设计 …………………………… 222
2.3.2.4　方形电池结构设计 ……………………………… 225
2.3.3　安全设计 ……………………………………………… 229
2.3.3.1　材料及体系改进 ………………………………… 229
2.3.3.2　电池结构安全设计 ……………………………… 234
2.3.4　热设计 ………………………………………………… 244
2.3.4.1　热管理概念及作用 ……………………………… 244
2.3.4.2　热管理的设计目标 ……………………………… 246
2.3.4.3　电池生热机理及模型 …………………………… 247
2.3.4.4　电池材料对电池生热传热的影响 ……………… 253
2.3.4.5　电池老化对电池生热的影响 …………………… 254
2.3.4.6　电池传热机理与内部温度分布及预测 ………… 255
2.3.4.7　电池的热控方法总结 …………………………… 259
2.4　电池制造工艺及设备 ………………………………………… 273
2.4.1　锂电池设备制造业发展概况 ………………………… 273
2.4.1.1　锂电池设备发展历程 …………………………… 273
2.4.1.2　锂电设备制造行业未来发展趋势 ……………… 274
2.4.2　电池的制造工艺流程 ………………………………… 276
2.4.3　锂离子蓄电池制造工艺及设备概述 ………………… 277
2.4.3.1　浆料制备系统 …………………………………… 277
2.4.3.2　极片制备系统 …………………………………… 279
2.4.3.3　芯包制备系统 …………………………………… 282
2.4.3.4　单体蓄电池装配系统 …………………………… 285
2.4.3.5　干燥注液系统 …………………………………… 286
2.4.3.6　化成分容系统 …………………………………… 287
2.4.4　动力蓄电池的智能制造 ……………………………… 288
2.4.4.1　动力蓄电池智能制造的需求 …………………… 288
2.4.4.2　动力蓄电池智能制造路线图 …………………… 289
2.4.4.3　动力蓄电池智能制造系统集成标准体系 ……… 295
2.4.4.4　动力蓄电池智能制造装备的层级 ……………… 296
2.4.4.5　动力蓄电池智能制造系统成熟度实现的层级 … 297
2.5　动力蓄电池性能要求 ………………………………………… 298
2.5.1　规格尺寸要求 ………………………………………… 298
2.5.2　一致性要求 …………………………………………… 300
2.5.3　电性能要求 …………………………………………… 300
2.5.3.1　充电性能要求 …………………………………… 300
2.5.3.2　放电性能要求 …………………………………… 301
2.5.3.3　储存性能要求 …………………………………… 303
2.5.4　安全性要求 …………………………………………… 304
2.5.4.1　电安全要求 ……………………………………… 304
2.5.4.2　机械安全要求 …………………………………… 307
2.5.4.3　环境安全要求 …………………………………… 312
2.5.4.4　热稳定性安全要求 ……………………………… 316
2.5.5　寿命要求 ……………………………………………… 318
2.5.5.1　标准循环寿命 …………………………………… 318
2.5.5.2　工况循环寿命 …………………………………… 319
2.5.5.3　日历循环寿命 …………………………………… 320
2.5.5.4　加速寿命测试 / 预测……………………………… 321
2.6　电池生产厂房设计要求 ……………………………………… 321
2.6.1　建筑布局 ……………………………………………… 321
2.6.1.1　物流优化布局 …………………………………… 321
2.6.1.2　高度和建筑材料 ………………………………… 322
2.6.1.3　噪声、卫生及保密考虑 ………………………… 322
2.6.1.4　匹配未来变化 …………………………………… 322
2.6.2　生产环境及动力供应要求 …………………………… 323
2.6.2.1　生产环境规定 …………………………………… 323
2.6.2.2　动力供应要求 …………………………………… 329
2.6.3　原辅材料及加工工艺火灾危险性分类 ……………… 331
2.6.3.1　仓库存储物质的火灾危险特征 ………………… 331
2.6.3.2　电解液混合溶剂的物质火灾特征 ……………… 332
2.6.3.3　车间物质的火灾特征 …………………………… 334
2.6.4　生产厂区应采用的安全设施和措施 ………………… 337
2.6.4.1　使用合理方法降低火灾等级 …………………… 337
2.6.4.2　注液车间的安全措施 …………………………… 337
2.6.4.3　化成车间的安全措施 …………………………… 339
2.6.4.4　局部喷淋系统 …………………………………… 342
2.6.4.5　消防风水法的应用 ……………………………… 342
2.6.4.6　全厂的消火栓系统 ……………………………… 344
2.6.4.7　火灾报警和疏散 ………………………………… 345
2.6.4.8　宜用设备抗爆泄爆而建筑不需要抗爆泄爆 ……… 345
2.6.4.9　锂离子蓄电池生产测试设备抗爆泄爆 ………… 346
2.6.4.10　粉尘相关设备抗爆泄爆 ………………………… 347
2.6.4.11　降低风险的工程实践 …………………………… 350
2.7　资源情况 ……………………………………………………… 352
2.7.1　石墨资源 ……………………………………………… 352
2.7.1.1 　概述 ……………………………………………… 352
2.7.1.2　石墨的分类 ……………………………………… 354
2.7.1.3　资源分布 ………………………………………… 356
2.7.1.4　用途 ……………………………………………… 362
2.7.2　锂资源 ………………………………………………… 364
2.7.2.1　概述 ……………………………………………… 364
2.7.2.2　锂产品的分类 …………………………………… 364
2.7.2.3　资源分布 ………………………………………… 366
2.7.2.4　锂应用情况 ……………………………………… 368
2.7.3　钴资源 ………………………………………………… 371
2.7.3.1　全球钴资源状况 ………………………………… 371
2.7.3.2　中国钴资源状况 ………………………………… 372
2.7.4　镍资源 ………………………………………………… 373
2.7.4.1　镍矿及其分类 …………………………………… 373
2.7.4.2　中国镍资源状况 ………………………………… 373
2.8　梯级利用及资源回收 ………………………………………… 374
2.8.1　退役电池处理方法 …………………………………… 374
2.8.1.1　电池退役的判定 ………………………………… 374
2.8.1.2　退役电池包的拆卸 ……………………………… 375
2.8.1.3　退役电池的暂存和管理 ………………………… 378
2.8.1.4　退役电池的包装及运输 ………………………… 379
2.8.2　电池阶梯利用 ………………………………………… 380
2.8.2.1　退役动力蓄电池阶梯利用概述 ………………… 380
2.8.2.2　电池梯次利用的基本方法 ……………………… 382
2.8.2.3　梯次利用技术的发展方向 ……………………… 385
2.8.3　资源再生技术 ………………………………………… 386
2.8.3.1　目的和意义 ……………………………………… 386
2.8.3.2　报废电池的资源分类及处理 …………………… 386
2.8.3.3　单体蓄电池的拆分技术 ………………………… 390
2.8.3.4　稀有资源的再生技术 …………………………… 394
参考文献 …………………………………………………………… 395
超级电容器
第3章
3.1　概述 …………………………………………………………… 405
3.1.1　发展历程 ……………………………………………… 405
3.1.2　相关标准 ……………………………………………… 406
3.1.3　储能原理及分类 ……………………………………… 406
3.1.4　超级电容器电动汽车 ………………………………… 407
3.2　超级电容器的关键材料 ……………………………………… 407
3.2.1　超级电容器的活性炭电极材料 ……………………… 408
3.2.1.1　活性炭电极材料的种类和来源 ………………… 408
3.2.1.2　活性炭电极材料的性能 ………………………… 408
3.2.2　准电容电极材料 ……………………………………… 409
3.2.3　隔膜 …………………………………………………… 410
3.2.3.1　性能特点 ………………………………………… 410
3.2.3.2　分类 ……………………………………………… 410
3.2.4　电解液 ………………………………………………… 410
3.2.4.1　水系电解液 ……………………………………… 411
3.2.4.2　有机电解液 ……………………………………… 411
3.2.4.3　离子液体 ………………………………………… 413
3.2.5　主要辅助材料 ………………………………………… 413
3.2.5.1　导电剂 …………………………………………… 413
3.2.5.2　黏结剂 …………………………………………… 414
3.2.5.3　集流体 …………………………………………… 414
3.2.5.4　封装材料 ………………………………………… 415
3.3　超级电容器的结构与封装 …………………………………… 416
3.3.1　超级电容器的结构 …………………………………… 416
3.3.1.1　电极 ……………………………………………… 417
3.3.1.2　隔膜 ……………………………………………… 417
3.3.1.3　电解液 …………………………………………… 418
3.3.2　超级电容器的封装 …………………………………… 418
3.3.2.1　纽扣式电容器 …………………………………… 418
3.3.2.2　圆柱形电容器电池 ……………………………… 420
3.3.2.3　方形电容器 ……………………………………… 421
3.4　超级电容器模组的结构与设计 ……………………………… 423
3.4.1　模组性能设计 ………………………………………… 423
3.4.1.1　电性能设计 ……………………………………… 423
3.4.1.2　单体筛选分级 …………………………………… 424
3.4.1.3　状态监测及均衡 ………………………………… 424
3.4.2　模组结构设计 ………………………………………… 424
3.4.2.1　单体连接设计 …………………………………… 425
3.4.2.2　外壳设计 ………………………………………… 425
3.4.3　模组安全性设计 ……………………………………… 425
3.4.3.1　化学安全 ………………………………………… 425
3.4.3.2　电气安全 ………………………………………… 425
3.4.3.3　机械安全 ………………………………………… 426
3.4.4　模组制造工艺 ………………………………………… 426
3.5　超级电容器的性能要求 ……………………………………… 426
3.5.1　电性能要求 …………………………………………… 426
3.5.2　安全性要求 …………………………………………… 427
3.5.3　寿命要求 ……………………………………………… 427
3.6　超级电容器在车辆领域的典型应用 ………………………… 427
3.6.1　在混合动力电动汽车方面的应用 …………………… 427
3.6.2　在再生制动系统方面的应用 ………………………… 428
3.6.3　在新型轨道交通方面的应用 ………………………… 431
3.6.4　在纯电动公交车方面的应用 ………………………… 433
3.6.5　在车辆辅助起动方面的应用 ………………………… 435
3.6.6　在无人搬运车方面的应用 …………………………… 436
3.6.7　在低温起动中的应用 ………………………………… 436
3.7　回收再利用技术 ……………………………………………… 437
3.7.1　废旧超级电容器的存放 ……………………………… 437
3.7.2　消电处理 ……………………………………………… 438
3.7.3　切割破碎 ……………………………………………… 438
3.7.4　活性物质剥离 ………………………………………… 438
3.7.5　废气废液处理 ………………………………………… 438
3.8　车用超级电容器的发展趋势 ………………………………… 439
3.8.1　双电层电容器的发展趋势 …………………………… 439
3.8.2　锂离子电容器 ………………………………………… 439
3.8.3　双电层电容器在电动汽车领域的应用趋势 ………… 441
3.8.4　市场规模发展预测 …………………………………… 441
参考文献 …………………………………………………………… 443
阀控式铅酸蓄电池（动力型）
第4章
4.1　铅酸蓄电池概述 ……………………………………………… 447
4.1.1　铅酸蓄电池的发展 …………………………………… 447
4.1.2　铅酸蓄电池的应用 …………………………………… 448
4.1.3　铅酸蓄电池的优缺点 ………………………………… 449
4.2　铅酸蓄电池的工作原理 ……………………………………… 449
4.2.1　铅酸蓄电池的反应原理 ……………………………… 449
4.2.2　阀控式铅酸蓄电池的氧复合原理 …………………… 451
4.3　铅酸蓄电池的结构与产品设计 ……………………………… 452
4.3.1　铅酸蓄电池的结构 …………………………………… 452
4.3.2　铅酸蓄电池产品设计 ………………………………… 452
4.3.2.1　设计要点 ………………………………………… 452
4.3.2.2　容量计算 ………………………………………… 453
4.3.2.3　连接线和极柱等铅零件的计算 ………………… 460
4.3.3　常用铅酸蓄电池的型号及尺寸 ……………………… 462
4.4　铅酸蓄电池用主要材料及性能要求 ………………………… 463
4.4.1　铅酸蓄电池用铅及铅基合金 ………………………… 463
4.4.2　铅酸蓄电池用隔板 …………………………………… 465
4.4.3　铅酸蓄电池用电解液 ………………………………… 466
4.4.3.1　稀硫酸电解液的主要技术指标 ………………… 467
4.4.3.2　胶体电解液（原胶）的主要技术指标…………… 468
4.4.3.3　硫酸溶液冰点 …………………………………… 468
4.4.3.4　硫酸溶液杂质与析气量 ………………………… 468
4.4.4　铅酸蓄电池槽 ………………………………………… 469
4.4.5　铅酸蓄电池密封 ……………………………………… 470
4.4.5.1　环氧树脂密封 …………………………………… 470
4.4.5.2　热封 ……………………………………………… 471
4.4.6　铅酸蓄电池用安全阀和消氢栓 ……………………… 471
4.4.7　铅酸蓄电池用添加剂 ………………………………… 471
4.5　制造工艺 ……………………………………………………… 472
4.5.1　铅粉制造 ……………………………………………… 472
4.5.2　板栅制造 ……………………………………………… 475
4.5.2.1　重力浇铸工艺 …………………………………… 476
4.5.2.2　连续拉网工艺 …………………………………… 478
4.5.2.3　连续冲网工艺 …………………………………… 478
4.5.2.4　连续浇铸工艺 …………………………………… 480
4.5.2.5　熔铅炉 …………………………………………… 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　极板固化干燥 ………………………………………… 493
4.5.4.1　固化 ……………………………………………… 493
4.5.4.2　分片 ……………………………………………… 496
4.5.5　铅酸蓄电池组装 ……………………………………… 496
4.5.5.1　极群组装 ………………………………………… 496
4.5.5.2　极群焊接方式 …………………………………… 497
4.5.5.3　封盖 ……………………………………………… 497
4.5.6　铅酸蓄电池化成 ……………………………………… 498
4.5.6.1　加酸 ……………………………………………… 498
4.5.6.2　化成 ……………………………………………… 499
4.5.6.3　容量检测 ………………………………………… 500
4.5.6.4　配组 ……………………………………………… 500
4.5.6.5　包装 ……………………………………………… 501
4.6　铅酸蓄电池性能要求 ………………………………………… 501
4.6.1　铅酸蓄电池性能标准 ………………………………… 501
4.6.2　铅酸蓄电池常见故障 ………………………………… 502
4.7　电动汽车用铅酸蓄电池的发展趋势 ………………………… 504
4.7.1　启停电池 ……………………………………………… 505
4.7.1.1　启停电池产生的背景 …………………………… 505
4.7.1.2　启停电池的使用原理 …………………………… 505
4.7.1.3　启停电池主要的性能要求 ……………………… 505
4.7.1.4　启停电池的特点 ………………………………… 506
4.7.2　双极性铅酸蓄电池 …………………………………… 508
4.7.3　超级铅碳电池 ………………………………………… 509
参考文献 …………………………………………………………… 510
金属氢化物镍蓄电池
第5章
5.1　概述 …………………………………………………………… 511
5.2　工作原理 ……………………………………………………… 512
5.3　电池材料 ……………………………………………………… 515
5.3.1　储氢合金粉 …………………………………………… 516
5.3.1.1 AB5 储氢合金粉 ………………………………… 516
5.3.1.2　铸造法制备储氢合金粉 ………………………… 519
5.3.1.3　快淬法制备储氢合金粉 ………………………… 519
5.3.1.4　储氢合金粉性能的优化 ………………………… 521
5.3.1.5　新型 La-Mg-Ni 储氢合金 ………………………… 523
5.3.2　氢氧化镍 ……………………………………………… 524
5.3.2.1　氢氧化镍的结构及充放电机理 ………………… 524
5.3.2.2　氢氧化镍的合成 ………………………………… 525
5.3.2.3　氢氧化镍包覆钴 ………………………………… 528
5.3.2.4　氢氧化镍性能指标 ……………………………… 528
5.3.2.5　氢氧化镍合成设备 ……………………………… 529
5.3.3　隔膜 …………………………………………………… 532
5.3.4　氢氧化钾电解液 ……………………………………… 532
5.3.5　蓄电池壳、盖、密封圈 ……………………………… 536
5.3.6　泡沫镍 ………………………………………………… 537
5.3.7　穿孔镀镍钢带 ………………………………………… 539
5.3.8　增稠剂和黏结剂 ……………………………………… 539
5.4　电极制造 ……………………………………………………… 543
5.4.1　正极制造 ……………………………………………… 547
5.4.2　负极制造 ……………………………………………… 547
5.5　单体蓄电池的结构与设计 …………………………………… 548
5.5.1　圆柱形单体蓄电池的结构与设计 …………………… 550
5.5.1.1　金属氢化物镍单体蓄电池 ……………………… 550
5.5.1.2　金属氢化物镍蓄电池模块 ……………………… 551
5.5.2　矩形 7.2V 蓄电池模块的结构与设计 ……………… 552
5.5.2.1　日本矩形 7.2V 蓄电池模块的进展 ……………… 552
5.5.2.2　各种结构蓄电池模块的性能分析与设计 ……… 554
5.6　混合动力电动汽车用蓄电池包的结构与应用 ……………… 559
5.6.1　圆柱形单体蓄电池组成的蓄电池包 ………………… 559
5.6.2　圆柱形单体蓄电池组成的蓄电池包的应用 ………… 560
5.7　电性能 ………………………………………………………… 562
5.7.1　充放电性能 …………………………………………… 562
5.7.1.1　放电性能 ………………………………………… 562
5.7.1.2　充电性能 ………………………………………… 563
5.7.1.3　环境温度对蓄电池性能的影响 ………………… 563
5.7.2　储存性能 ……………………………………………… 564
5.7.3　寿命 …………………………………………………… 564
5.8　安全性 ………………………………………………………… 565
5.8.1　概述 …………………………………………………… 565
5.8.2　热管理 ………………………………………………… 570
5.8.3　一致性 ………………………………………………… 575
5.8.4　过充电和过放电的保护 ……………………………… 577
5.8.5　氢气的控制 …………………………………………… 579
5.8.6　电气安全 ……………………………………………… 580
5.9　生产关键设备 ………………………………………………… 581
5.9.1　电池自动化生产线设备 ……………………………… 581
5.9.1.1　活性物质粒度的分选 …………………………… 582
5.9.1.2　电池浆料制造 …………………………………… 582
5.9.1.3　拉浆 ……………………………………………… 585
5.9.1.4　极片的干燥 ……………………………………… 585
5.9.1.5　拉浆头的设计 …………………………………… 585
5.9.1.6　电解液的加注 …………………………………… 586
5.9.1.7　激光焊技术的应用 ……………………………… 586
5.9.2　化成、分选与检测设备 ……………………………… 587
5.10　 混合动力电动汽车用金属氢化物镍蓄电池的
未来展望 …………………………………………………… 587
参考文献 …………………………………………………………… 590
新体系电池
第6章
6.1　概述 …………………………………………………………… 595
6.2　锂 - 硫电池 …………………………………………………… 596
6.2.1　硫和锂的基本性质 …………………………………… 596
6.2.1.1　单质硫 …………………………………………… 596
6.2.1.2　锂金属 …………………………………………… 598
6.2.2　工作原理 ……………………………………………… 599
6.2.3　硫正极材料 …………………………………………… 601
6.2.3.1　硫 / 碳复合材料…………………………………… 602
6.2.3.2　硫 / 金属化合物复合材料………………………… 604
6.2.3.3　硫 / 导电聚合物复合材料………………………… 605
6.2.3.4　硫化聚丙烯腈 …………………………………… 606
6.2.3.5　硫化锂 …………………………………………… 607
6.2.4　金属锂负极 …………………………………………… 608
6.2.4.1　金属锂的表面修饰技术 ………………………… 608
6.2.4.2　其他负极 ………………………………………… 609
6.2.5　电解液 ………………………………………………… 609
6.2.6　锂 - 硫电池的设计 / 工作特性 ……………………… 611
6.2.7　小结 …………………………………………………… 612
6.3　锂 - 空气电池 ………………………………………………… 613
6.3.1　概述 …………………………………………………… 613
6.3.2　工作原理及特点 ……………………………………… 614
6.3.3　锂 - 空气电池电极材料 ……………………………… 616
6.3.3.1　空气电极 ………………………………………… 616
6.3.3.2　金属基催化剂 …………………………………… 617
6.3.3.3　电解质 …………………………………………… 618
6.3.3.4　锂负极的保护 …………………………………… 619
6.3.4　小结 …………………………………………………… 619
6.4　全固态锂电池 ………………………………………………… 619
6.4.1　概述 …………………………………………………… 619
6.4.2　固体电解质 …………………………………………… 620
6.4.2.1　无机型固体电解质 ……………………………… 620
6.4.2.2　聚合物固态电解质 ……………………………… 623
6.4.2.3　复合固体电解质 ………………………………… 624
6.4.3　全固态锂电池界面 / 特性 …………………………… 625
6.4.3.1　正极 / 固体电解质界面…………………………… 625
6.4.3.2　负极 / 固体电解质界面…………………………… 626
6.4.4　小结 …………………………………………………… 626
6.5　钠离子电池 …………………………………………………… 627
6.5.1　概述 …………………………………………………… 627
6.5.2　钠离子电池正极材料 ………………………………… 628
6.5.3　钠离子电池负极材料 ………………………………… 631
6.5.4　小结 …………………………………………………… 632
6.6　结语 …………………………………………………………… 633
参考文献 …………………………………………………………… 633