中國電動汽車跨越發展的總結
業內百位專家嘔心瀝血的智慧結晶
民族汽車工業換道并行的智力支持
邁向汽車強國轉型升級的技術引擎
基本信息
基礎知識
章
1.1 發展歷程 .………………1
1.1.1 電池的定義 .………………1
1.1.2 電池的發展史 .……………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 動力蓄電池的發展背景 .………9
1.1.4.1 動力蓄電池的發展意義 .…9
1.1.4.2 各國動力蓄電池發展規劃 .……… 10
1.1.5 動力蓄電池的發展現狀 .…… 13
1.1.6 動力蓄電池的發展趨勢 .…… 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 .…………… 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 電池內阻 .………… 34
1.3.1.6 放電電流 .………… 35
1.3.1.7 荷電狀態 .………… 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 熱力學基礎和電化學原理 .………… 43
1.4.1 熱力學基礎 .…………… 43
1.4.2 電極反應動力學 .……… 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 .…… 50
1.4.3.1 三電極體系 .……… 50
1.4.3.2 循環伏安法（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展趨勢 ……&hel
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《電動汽車工程手冊 第四卷 車用動力蓄電池》涵蓋了新能源汽車（包括混合動力在內）采用的相關動力電池體系，從電池的基礎知識、鉛酸蓄電池、鎳蓄電池、鋰離子蓄電池、超級電容器和新體系電池等方面進行了系統性的介紹，其中鉛酸蓄電池在微混合和低速車領域應用廣泛，鎳蓄電池在混合動力領域應用廣泛，鋰離子蓄電池在混合動力、插電式混合動力和純電動領域均有廣泛應用，超級電容器在公共交通領域實現了應用，新體系電池在純電動領域開展了示范驗證。由于鋰離子蓄電池在新能源汽車中的應用領域廣泛，所受關注度高，是當前研發和產業化的熱點，在本書內容中所占比例*。
肖成偉，男，博士/研高，中國電子科技集團公司第十八研究所研究員，國家十三五新能源汽車重點研發專項總體專家組成員，《新能源汽車生產準入管理規則》專家委員會委員，中國制造2025動力電池技術路線圖專題組組長，全國汽車標準化委員會電動汽車分委會委員，全國堿性蓄電池標準化技術委員會委員等。現從事動力及儲能電池、新體系電池、關鍵材料、測試評價及標準體系等研究工作，牽頭/參與了長壽命錳酸鋰系儲能電池關鍵技術及示范、動力電池關鍵材料測試技術研究和動力電池及關鍵材料共性技術及評價體系研究等課題。牽頭電動汽車安全全球技術法規電池熱擴散制定工作（EVS-GTR Thermal Propagation-Phase 1 組長），牽頭/參與動力電池循環壽命、動力電池安全、動力電池規格尺寸、動力電池廠房建設規范等國家標準的制定工作等。