鋰光
劉冠偉
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商品描述
動力電池是電動汽車行業的核心技術，在最近十年中發展十分迅速，吸引了很多人前來學習、瞭解，以及在此就業。與此同時，很多人群也希望更好地瞭解該領域，如在校學生、動力電池行業新入職者、需要研究該行業發展的金融業從業者，以及轉行進入該行業的朋友們等。對於任何一個行業來說，都需要一些教材為入門者提供全面的科普，但是動力電池行業具有技術發展速度快、涉及知識面廣的特點，這也給科普這一任務提出了難題。目前市面上存在著很多關於鋰離子電池、動力電池及電動汽車行業的科普書籍，但是總體來說很少有書籍基於工程而非科研視角，為廣大入門者提供整個行業知識的入門指南，幫他們整體構建一個完整的動力電池知識體系，形成對行業的整體認識，而不只是專門聚焦於一個或幾個研究方向進行特別學術性的深入介紹。本書意圖填補如上所述的動力電池知識科普領域的空白，將主要分為以下幾部分來介紹動力電池行業，力圖為入門者建立一個基礎的動力電池知識框架。本書先從電芯的電化學工作機理和材料開始介紹電池技術的基礎（第2章），然後介紹軟包、方形、圓柱三種典型的電芯封裝方式及結構設計上的優劣（第3章），接下來說明如何把電芯集成到電池系統，以及目前主流的提高電池系統集成度的方案（第4章），在第5章會介紹動力電池技術涉及的基本物理量，並說明在不同的應用場景中對這些性能參數的期待是什麽，接下來在第6章中會列舉幾項動力電池技術目前面對的代表性的技術挑戰，實際上這也為未來技術發展指明瞭方向，在第7章中會介紹典型的具有一定競爭力的新型電池技術，並比較它們與目前常用的鋰離子電池具有什麽樣的優勢和不足，最後（第8章）則會重點聚焦於職場發展，針對不同情況的人群給出一些職業發展方面的建議。筆者希望基於本書提供的知識體系，可以給各位讀者尤其是對動力電池工業界還不太瞭解的朋友們建立一個認識框架，以幫助各位在未來的學習和工作中更快地上手，在職場中更好地發展。
目錄大綱
目錄
CONTENTS
第1章 動力電池：新能源汽車的心臟 / 1
1.1 綠色能源轉型大背景下的新能源汽車發展浪潮 / 1
1.2 動力電池：“貴”“重”“高”“驅”，電動汽車的核心部件 / 5
1.3 典型的動力電池系統/電池包的結構與組成 / 7
1.4 能量存儲單元：從模組到電芯單體 / 10
第2章 材料與電化學：電池的基礎是化學與材料 / 12
2.1 一次電池與二次電池：一個不能充電，另一個能 / 13
2.2 電池與電芯的概念：系統VS單體，不可混淆 / 14
2.3 電芯的主要組成材料：這個“黑盒子”學問可大了 / 15
2.4 充放電機理：後面所有性能分析的機理基礎 / 21
2.5 正極材料：成本與性能占據的大頭 / 23
2.6 負極材料：未來提高電芯能量密度的關鍵方向 / 42
2.7 正極+負極+其他材料的支持=單體電芯 / 46
2.8 總結 / 48
第3章 電芯結構設計與生產工藝：把材料如何做成電池，學問特別大 / 50
3.1 圓柱VS方形VS軟包：三種封裝方式，三足鼎立 / 50
3.2 電芯單體生產前段：極片制備 / 57
3.3 電芯單體生產中段：電芯組裝 / 60
3.4 電芯單體生產後段：化成出貨 / 70
3.5 關於電芯生產的一些思考和總結 / 71
第4章 電池系統設計與集成：從電芯集成到電池系統，進一步向應用側靠攏 / 74
4.1 傳統油改電：為什麽這麽費勁卻又常常不得不從這里開始 / 74
4.2 純電平臺車型電池系統：更專業的平臺化、模塊化設計思路 / 78
4.3 典型方形/軟包/圓柱電芯的模組方案：先看看怎麽做成模組 / 80
4.4 更高性能要求背景下，電芯與電池結構的發展方向 / 84
4.5 總結 / 97
第5章 性能與應用場景 / 98
5.1 基礎物理量 / 98
5.2 實際充放電曲線 / 102
5.3 可用能量 / 105
5.4 串並聯 / 108
5.5 六大性能維度 / 109
5.6 四種典型應用領域：48V/HEV、PHEV、EREV、BEV / 115
5.7 總結 / 118
第6章 動力電池技術上的挑戰 / 119
6.1 快充：析鋰與熱管理是重點，安全很重要 / 119
6.2 能量密度：單純把它提上去倒沒那麽難，問題是其他指標怎麽辦 / 129
6.3 膨脹：機械結構件，不關註力學性能怎麽用呢 / 132
6.4 熱失控與熱擴散：這是近年來對電池安全關註的真正重點 / 138
6.5 總結 / 146
第7章 各種先進技術 / 147
7.1 電池的命名規則 / 148
7.2 鋰金屬電池：並非“最新”技術，卻是若乾前沿技術方向的重要基礎 / 150
7.3 固態電池：定義略玄，期待很高，需要證明自己及做好工業化 / 152
7.4 鋰硫電池 / 155
7.5 鋰空氣電池 / 157
7.6 石墨烯 / 158
7.7 鈉離子電池 / 161
7.8 超級電容器 / 163
7.9 其他技術 / 164
第8章 寫給新人的一點行業入門分享 / 165
8.1 寫給學生：關於專業課程選擇、課題組、兼職實習等問題 / 165
8.2 寫給教師：工業界需求與學校課程設置間存在脫節，需加強與產業界的交流 / 168
8.3 “菜鳥”初入工業界：感觸體會與方向建議 / 170
8.4 “老鳥”想轉型進入電池行業：認清自己，尋找機會，適度妥協，堅持學習 / 176
8.5 總結：積跬步以至千里，終身學習受益無窮 / 178
第9章 結語 / 179
致謝 / 182
