鋰離子電池制造工藝原理與應用

第1章鋰離子電池概述001
1.1鋰離子電池電化學原理/002
1.1.1化學原理/002
1.1.2電池結構及分類/003
1.2鋰離子電池原材料及制造/005
1.3鋰離子電池性能/006
1.3.1電化學性能/006
1.3.2安全性能/011
1.4鋰離子電池發(fā)展歷程、特點及應用/012
1.4.1鋰離子電池發(fā)展歷程/012
1.4.2鋰離子電池特點及應用 /013
參考文獻/014

第2章鋰離子電池原材料016
2.1鋰離子電池正極材料/017
2.1.1正極材料簡介/017
2.1.2鈷酸鋰/018
2.1.3三元材料 /020
2.1.4富鋰錳基材料/022
2.1.5尖晶石型錳酸鋰/025
2.1.6磷酸鐵鋰/027
2.2鋰離子電池負極材料/030
2.2.1負極材料簡介/030
2.2.2石墨材料/031
2.2.3無定形炭/034
2.2.4鈦氧化物材料/036
2.2.5SiOx/C復合材料/037
2.2.6Sn基復合材料/039
2.3電解質/040
2.3.1電解質簡介/040
2.3.2液態(tài)電解質/041
2.3.3半固態(tài)電解質——凝膠聚合物電解質/044
2.3.4固態(tài)電解質/046
2.4隔膜/048
2.4.1隔膜種類和要求/048
2.4.2濕法聚烯烴多孔膜/050
2.4.3干法聚烯烴多孔膜/050
2.4.4無機/有機復合膜/051
2.5其他材料/052
2.5.1導電劑/052
2.5.2黏結劑/053
2.5.3殼體、集流體和極耳/054
參考文獻/055

第3章鋰離子電池多孔電極基礎056
3.1多孔電極簡介/057
3.1.1多孔電極結構/057
3.1.2多孔電極分類/058
3.2鋰離子電池多孔電極動力學/058
3.2.1多孔電極過程/058
3.2.2多孔電極動力學/061
3.2.3多孔電極極化/067
3.2.4多孔電極鋰離子擴散測量與模擬/073
3.3鋰離子電池多孔電極電化學性能/080
3.3.1多孔電極孔隙結構/080
3.3.2多孔電極電化學性能/088
3.3.3多孔電極結構穩(wěn)定性/091
3.3.4鋰離子電池多孔電極結構設計/097
參考文獻/100

第4章鋰離子電池制漿105
4.1概述/106
4.2懸浮液顆粒受力［1］/106
4.2.1顆粒間作用力/107
4.2.2顆粒受到的其他作用力/111
4.2.3顆粒間距和粒度對顆粒受力的影響/113
4.3靜態(tài)懸浮液穩(wěn)定性/114
4.3.1沉降方式/114
4.3.2穩(wěn)定懸浮液的判據/115
4.4鋰離子電池漿料制備原理/117
4.4.1粉體潤濕/117
4.4.2粉體分散/119
4.4.3脫氣、輸送和過濾/122
4.5鋰離子電池制漿設備/124
4.6鋰離子電池制漿工藝/128
4.6.1漿料體系及要求/128
4.6.2制漿工藝步驟/130
4.6.3懸浮液分散性和穩(wěn)定性調控/135
4.6.4制漿工藝與極片導電體系/146
參考文獻/150

第5章鋰離子電池涂布151
5.1涂布流變學基礎/152
5.1.1懸浮液分類/152
5.1.2剪切與黏度/154
5.1.3潤濕與流平/157
5.2黏度和表面張力調控/159
5.2.1黏度調控/159
5.2.2表面張力調節(jié)/165
5.2.3助劑調節(jié)/167
5.2.4溫度調節(jié)/170
5.2.5制漿工藝調節(jié)/171
5.3輥涂原理與工藝/174
5.3.1輥涂簡介/174
5.3.2單輥涂布/174
5.3.3雙輥涂布/179
5.3.4三輥涂布/187
5.4預定量涂布原理與工藝/188
5.4.1坡流涂布原理與工藝/188
5.4.2條縫和擠壓涂布原理與工藝/202
5.4.3涂布弊病及消除/212
5.5涂布方法選擇/214
5.5.1涂布方法/214
5.5.2涂布方法選擇/215
5.6干燥/217
5.6.1干燥簡介/217
5.6.2干燥原理與工藝/218
5.6.3干燥時涂膜的流變性質及缺陷預防/225
5.6.4干燥設備/232
參考文獻/233

第6章鋰離子電池極片輥壓236
6.1概述/237
6.2粉體基本性質/237
6.2.1粒度與形狀/238
6.2.2群聚集性質/241
6.3粉體充填模型和充填密度/243
6.3.1理想充填模型/243
6.3.2實際粉體充填密度/246
6.4實際粉體壓縮性能/248
6.4.1壓縮過程/248
6.4.2壓縮曲線/249
6.4.3充填和壓實的調控/252
6.5極片輥壓原理與工藝/254
6.5.1輥壓力/255
6.5.2厚度控制/256
6.5.3伸長率/259
6.6輥壓極片與電池性能/261
6.6.1壓實密度對電池性能的影響/261
6.6.2電極特性對電池充放電性能的影響/266
6.7極片輥壓設備/269
6.7.1輥壓機/269
6.7.2附加裝置/270
6.8極片質量與控制/272
6.8.1極片缺陷及控制/272
6.8.2收放卷缺陷/274
6.8.3極片強韌性/274
6.8.4極片黏結性/276
參考文獻/277

第7章鋰離子電池極片分切280
7.1極片分切方法/281
7.2極片剪切過程/282
7.3極片剪切工藝/283
7.3.1剪切材料/283
7.3.2剪切力/284
7.3.3刀盤水平間隙和垂直間隙/285
7.3.4剪切速率/288
7.3.5張力/288
7.4極片分切設備/289
7.4.1縱切設備/289
7.4.2橫切設備/291
7.5激光分切/292
7.5.1激光分切簡介/292
7.5.2激光分切工藝/295
7.6極片分切缺陷及其影響/298
7.6.1分切缺陷/298
7.6.2分切缺陷的影響/300
參考文獻/301

第8章鋰離子電池配裝303
8.1電極卷繞和疊片/304
8.1.1卷繞和疊片工藝/304
8.1.2卷繞和疊片設備/308
8.2鋰離子電池組裝/312
8.2.1組裝工藝/312
8.2.2組裝設備/315
8.3鋰離子電池裝配質量檢驗/319
參考文獻/320

第9章鋰離子電池焊接321
9.1焊接概述/322
9.2鋰離子電池激光焊接/325
9.2.1激光焊接原理/325
9.2.2激光焊接設備/326
9.2.3脈沖激光縫焊/329
9.2.4脈沖激光點焊/333
9.2.5激光焊接性/334
9.2.6焊接檢驗及缺陷預防/335
9.2.7激光焊接防護/337
9.3鋰離子電池超聲波點焊接/337
9.3.1超聲焊接原理及特點/337
9.3.2超聲焊接設備/339
9.3.3超聲波點焊工藝/341
9.3.4超聲焊焊接性/348
9.3.5缺陷及預防/353
9.4鋰離子電池電阻點焊/354
9.4.1電阻點焊原理及特點/354
9.4.2點焊設備/356
9.4.3電阻點焊工藝/357
9.4.4常用材料焊接性/363
9.4.5缺陷及預防/365
9.5鋰離子電池塑料熱封裝/368
9.5.1熱封裝原理與設備/368
9.5.2熱封工藝/369
參考文獻/371

第10章鋰離子電池化成373
10.1鋰離子電池化成原理/374
10.1.1化成反應/374
10.1.2固體產物及SEI膜/375
10.1.3氣體產物與水分/379
10.1.4極片的膨脹/383
10.2鋰離子電池化成工藝及設備/387
10.2.1注液工藝及設備/387
10.2.2化成工藝及設備/391
10.2.3老化工藝及設備/395
10.3鋰離子電池制造水分控制/396
10.3.1水分控制工藝/396
10.3.2水分控制設備/398
10.4鋰離子電池分容分選/399
參考文獻/403

第11章動力鋰離子電池407
11.1概述/408
11.1.1動力電池簡介/408
11.1.2電動汽車動力電池/410
11.2單體動力鋰離子電池電性能/412
11.2.1原材料與電性能/412
11.2.2電池結構與電性能/414
11.3單體動力鋰離子電池安全性/414
11.3.1熱失控及安全性能/414
11.3.2電池結構與安全性能/416
11.3.3設備工藝與安全性能/417
11.3.4原材料與安全性能/419
11.4單體動力鋰離子電池一致性/420
11.4.1電池一致性指標/421
11.4.2電池一致性影響因素/423
11.4.3篩選指標與一致性/424
11.4.4一致性與電池組性能/425
11.5動力鋰離子電池組管理/428
11.5.1電池組管理系統(tǒng)簡介/428
11.5.2電池狀態(tài)評估/429
11.5.3電池充放電及均衡控制/433
11.5.4電池組溫度控制/436
11.6動力鋰離子電池組安全技術/439
11.6.1安全技術/439
11.6.2安全性能檢測/440
參考文獻/441

第12章鋰硫電池和類鋰離子電池443
12.1鋰硫電池/444
12.1.1反應原理及特點/444
12.1.2正極材料/446
12.1.3負極材料/461
12.1.4電解質/465
12.2鈉離子電池/469
12.2.1反應原理及特點/469
12.2.2正極材料/470
12.2.3負極材料/475
12.3鎂離子電池和鋁離子電池/488
12.3.1鎂離子電池/488
12.3.2鋁離子電池/489
參考文獻/491