本书旨在探讨先进电池全生命周期的碳中和技术与策略，以应对全球气候变化和环境可持续发展中的机遇与挑战。
　　本书系统介绍先进电池生产、使用和废弃阶段的碳排放情况，分析碳排放的主要来源和影响因素；针对其不同生命周期阶段的碳排放特点，提出碳捕集与封存技术、生物固碳、直接空气捕捉等系列碳中和技术和策略，梳理出其全生命周期碳中和技术与策略的挑战和前景；通过案例分析和实证研究，展示具有代表性的碳中和实践案例，为电池产业实现碳中和提供了参考和借鉴。


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1995.09-1999.07 山西大学 本科 2000.09-2004.03 北京理工大学 硕博连读 2004-至今，北京理工大学工作 2011.10-2012.04 美国阿贡国家实验室 访问学者 2013.07-2013.09 英国剑桥大学 访问学者 2023-08至今， 北京理工大学，材料学院环境与能源系，特聘教授 2014-07至2023-07，北京理工大学，材料学院环境与能源系，教授 2011-10至2012-05，美国阿贡国家实验室，CSE&ES Division，高级访问学者 2006-07至2014-05，北京理工大学，化工与环境学院环境与能源系，副教授/硕导 2004-04至2006-06，北京理工大学，化工与环境学院环境与能源系，讲师废旧电池绿色回收处理与资源循环 电池失效分析与健康状态快速评估 绿色电池材料设计与可持续体系构筑在废旧电池回收处理与资源循环、电池衰减机理与失效分析、先进电池关键材料设计等科研方向，发表SCI论文200余篇，授权专利30项、软件著作5项。英国皇家化学会会士、电动汽车动力蓄电池循环利用战略联盟技术专家委员会副主任、北京市资源强制回收环保产业技术创新战略联盟专家委员会副主任委员、国家碱性蓄电池标准委员会委员、IEEE PES中国区技术委员会常务理事、《Batteries》、《储能科学与技术》、《防化研究》编委、J. Power Sources、Rare Metals、iScience期刊客座编辑等。

目录
序一
序二
前言
第一章 新能源发展与碳中和愿景 1
1.1 全球能源革命和环境保护 1
1.1.1 能源革命历史 2
1.1.2 能源革命路径 8
1.1.3 能源革命影响 12
1.2 新能源发展需求背景 15
1.2.1 新能源交通发展需求 16
1.2.2 大规模储能发展需求 19
1.3 “双碳”目标对电池产业的要求 21
1.3.1 原料选取 22
1.3.2 制备生产 22
1.3.3 使用阶段 23
1.3.4 回收处理 23
1.4 电池发展简史以及应用现状 25
1.4.1 电池发展简史 26
1.4.2 电池应用现状 32
1.5 电池可持续性的基本内涵 39
1.5.1 传统电池可持续循环 39
1.5.2 先进电池可持续循环 47
1.5.3 电池可持续性多维度评价体系 50
参考文献 58
第二章 先进电池全生命周期评价技术 60
2.1 生命周期评价原则与方法 60
2.1.1 基本概念 60
2.1.2 基本原则 62
2.1.3 基本方法 66
2.1.4 最新进展 67
2.2 锂离子电池全生命周期评价 68
2.2.1 目标范围与定义 68
2.2.2 全生命周期环境指标评价 70
2.2.3 综合评价分析 77
2.2.4 国内外研究进展 79
2.3 其他电池全生命周期评价 81
2.3.1 钠离子电池 82
2.3.2 锌离子电池 86
2.3.3 钾离子电池 92
2.3.4 镍氢电池 97
2.3.5 锂金属电池 102
2.3.6 液流电池 106
参考文献 112
第三章 先进电池碳足迹评估与低碳化 116
3.1 先进电池碳足迹评估 116
3.1.1 碳源汇观测技术 117
3.1.2 碳足迹核算方法 126
3.1.3 碳收支综合评估 131
3.2 先进电池全流程低碳化 135
3.2.1 电池制造低碳化 135
3.2.2 电池使用低碳化 139
3.2.3 电池回收低碳化 142
3.3 先进电池低碳化源头设计 144
3.3.1 研究背景 144
3.3.2 易降解电池关键材料设计 145
3.3.3 易拆解电池结构设计 154
参考文献 160
第四章 先进电池低碳制备与固碳技术 162
4.1 先进电池生产碳排放核算 162
4.1.1 原材料提取加工 163
4.1.2 电池制造 172
4.1.3 碳排放综合分析 176
4.2 先进电池低碳制备技术 182
4.2.1 源头减碳 182
4.2.2 过程降碳 196
4.2.3 末端固碳 201
4.3 先进电池固碳再利用技术 203
4.3.1 碳中和概述 203
4.3.2 二氧化碳催化还原 205
4.3.3 二氧化碳储能固定 214
参考文献 225
第五章 先进电池清洁低碳应用场景 231
5.1 概述 231
5.2 先进电池在清洁能源领域的应用 233
5.2.1 先进电池与风能联用 236
5.2.2 先进电池与氢能联用 238
5.2.3 先进电池与核能联用 241
5.2.4 先进电池与太阳能联用 251
5.2.5 先进电池与生物质能联用 263
5.3 先进电池在新型能源交通领域的应用 267
5.3.1 新能源汽车领域 267
5.3.2 轨道交通领域 272
5.3.3 电动飞行器领域 277
5.4 先进电池在兆瓦级储能领域的应用 283
5.4.1 锂离子电池 287
5.4.2 钠硫电池 288
5.4.3 液流电池 289
5.5 小结 292
参考文献 294
第六章 退役电池低碳回收与资源循环 297
6.1 概述 297
6.1.1 国外电池回收概况 298
6.1.2 国内电池回收概况 303
6.1.3 技术难点与挑战 306
6.2 退役电池梯次利用 307
6.2.1 健康状态和残值评估 308
6.2.2 快速分选和均衡修复 311
6.2.3 内部重组和一致性评价 314
6.2.4 梯次利用的主要场景和商业模式 315
6.3 退役电池预处理和智能拆卸 317
6.3.1 预处理 317
6.3.2 智能拆卸 318
6.4 电池低碳回收和资源循环 321
6.4.1 基本原则 321
6.4.2 火法冶金 324
6.4.3 湿法冶金 326
6.4.4 修复再生 328
6.5 退役电池回收经济成本分析 341
6.6 小结 346
参考文献 347
第七章 先进电池“双碳”目标 352
7.1 “双碳”目标概述 352
7.1.1 “双碳”背景 353
7.1.2 先进电池“双碳”目标的重要性 354
7.2 先进电池“双碳”政策 359
7.2.1 国外政策 359
7.2.2 国内政策 371
7.3 先进电池“双碳”目标实现途径 387
7.3.1 政策法规 388
7.3.2 技术迭代 390
7.3.3 再生利用 391
参考文献 393
第八章 电池低碳可持续发展机遇与挑战 394
8.1 先进电池绿色低碳技术专利授权态势 394
8.1.1 绿色低碳技术专利范围与检索 395
8.1.2 全球绿色低碳电池专利 396
8.1.3 二次电池企业应用及相关绿色低碳专利 401
8.2 先进电池“低碳”文献解析与思考 404
8.2.1 数据挖掘 405
8.2.2 制造减碳 409
8.2.3 使用减碳 412
8.2.4 回收减碳 414
8.3 先进电池技术机遇与挑战 417
8.3.1 先进电池可持续发展的碳中和策略 418
8.3.2 先进电池可持续发展的碳中和启示 427
参考文献 433