描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030777447
内容简介
《锂离子电池热失控危险特性及其抑制技术》*先简要阐述锂离子电池的发展历程及应用、组成及工作原理、热失控原理及相关安全标准，然后详尽阐述三种滥用方式（电滥用、热滥用、机械滥用）下电池的热失控行为特性及影响规律，明晰电池老化对其性能及热失控的影响，分析电池组热失控传播行为及其影响因素，*后介绍降温、阻隔、灭火等热失控抑制技术，并进行总结展望。《锂离子电池热失控危险特性及其抑制技术》以锂离子电池热失控及其防护为研究对象，详细论述锂离子电池热失控特性、影响因素及其防护技术。
目 录
目录
前言
第1章绪论1
1.1锂离子电池的发展历程及应用1
1.2锂离子电池的组成及工作原理3
1.3锂离子电池热失控原理4
1.4锂离子电池相关安全标准4
1.5本章小结6
参考文献6
第2章电滥用诱发电池热失控9
2.1实验装置与方法9
2.1.1实验对象9
2.1.2实验装置11
2.1.3实验方法17
2.2锂离子电池循环过充热行为特性27
2.2.1循环过充电池热行为27
2.2.2循环过充电池结构变化特征31
2.2.3循环过充电池库仑效率变化特性33
2.3不同环境条件下锂离子电池动态过充及热失控36
2.3.1开放环境下电池的动态过充36
2.3.2绝热环境下电池的动态过充38
2.3.3电池热失控的临界条件分析41
2.4高倍率充电条件下电池组热失控的影响因素42
2.4.1电池数量对电池组热失控的影响43
2.4.2连接方式对电池组热失控的影响46
2.4.3接出点位置对电池组热失控的影响49
2.4.4电池间距对电池组热失控的影响52
2.5高倍率放电条件下电池组热失控的影响因素56
2.5.1电池数量对电池组热失控的影响56
2.5.2连接方式对电池组热失控的影响58
2.5.3接出/接入点位置对电池组热失控的影响60
2.5.4电池间距对电池组热失控的影响62
2.6高倍率循环充放电差异性对电池组热失控的影响64
2.6.1高倍率循环充放电电池组差异性分析64
2.6.2差异性对电池组热失控的影响67
2.7本章小结67
参考文献69
第3章热滥用诱发电池热失控71
3.1实验装置及实验方案71
3.1.1实验装置及实验对象71
3.1.2实验方法及方案76
3.2高温环境下锂离子电池热失控特性83
3.2.1不同电量的锂离子电池热失控温度变化特性83
3.2.2不同电量的锂离子电池热失控行为特性84
3.3不同热环境下锂离子电池充放电的危险特性90
3.3.1保温环境下锂离子电池充放电的温度变化特性90
3.3.2高温环境下锂离子电池充放电的危险特性93
3.3.3高温环境下锂离子电池充放电的热失控行为特性102
3.3.4高温环境下锂离子电池充放电的热释放105
3.4本章小结107
参考文献108
第4章机械滥用诱发电池热失控111
4.1实验装置与方法111
4.1.1实验对象111
4.1.2实验装置112
4.1.3实验方案117
4.2均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控120
4.2.1平面挤压热滥用联合下热失控过程121
4.2.2均匀挤压热滥用联合下热失控特征参数123
4.2.3均匀机械挤压热滥用联合下电池热失控火焰特征126
4.2.4均匀机械挤压热滥用联合下电池热失控残骸127
4.3横向非均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控130
4.3.1横向非均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控过程130
4.3.2横向非均匀挤压热滥用联合下热失控特征参数133
4.3.3横向非均匀挤压热滥用联合下电池热失控火焰特征136
4.3.4横向非均匀挤压热滥用联合下电池热失控残骸136
4.4圆柱非均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控139
4.4.1圆柱非均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控过程139
4.4.2圆柱非均匀挤压热滥用联合下热失控特征参数142
4.4.3圆柱非均匀挤压热滥用联合下电池热失控火焰特征144
4.4.4圆柱非均匀挤压热滥用联合下电池热失控残骸146
4.5球头非均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控148
4.5.1球头非均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控过程148
4.5.2球头非均匀挤压热滥用联合下热失控特征参数150
4.5.3球头非均匀挤压热滥用联合下电池热失控火焰特征153
4.5.4球头非均匀挤压热滥用联合下电池热失控残骸155
4.6非均匀挤压热滥用联合下热失控残骸特征参数157
4.7本章小结157
参考文献159
第5章电池老化对其性能及热失控的影响162
5.1实验装置与方法162
5.1.1实验对象162
5.1.2实验装置163
5.1.3实验方案167
5.1.4实验方法171
5.2高低温老化对锂离子电池性能的影响172
5.2.1高低温老化对电池容量的影响172
5.2.2高低温老化后电池容量增量分析176
5.2.3高低温老化对电池内阻的影响181
5.3高低温老化对锂离子电池热失控的影响研究185
5.3.1热失控特征温度185
5.3.2高低温老化对热失控特征温度的影响187
5.3.3高低温老化后电池热失控反应动力学分析192
5.4高低温老化后锂离子电池材料的变化研究195
5.4.1电池正极材料的变化195
5.4.2电池负极材料的变化201
5.4.3电池隔膜的变化208
5.5本章小结214
参考文献215
第6章电池热失控传播特性及影响因素217
6.1实验装置及材料217
6.1.1实验装置217
6.1.2实验材料222
6.2电池组热失控传播过程特性223
6.2.1现象特征223
6.2.2温度变化特性225
6.2.3电压变化特性227
6.2.4电阻变化特性230
6.3不同约束环境下锂离子电池热失控蔓延特性231
6.3.1不同约束部位条件下锂离子电池热失控蔓延过程231
6.3.2不同开口面积盖板条件下锂离子电池热失控蔓延过程232
6.3.3约束环境对锂离子电池热失控蔓延过程的影响234
6.4不同环境条件下锂离子电池热失控蔓延特性237
6.4.1不同约束环境下锂离子电池热失控蔓延过程特性237
6.4.2不同气体环境下锂离子电池热失控蔓延过程特性239
6.4.3不同大气压力下锂离子电池热失控蔓延过程特性245
6.5电池间距对热失控传播的影响248
6.5.1开敞空间下热失控传播间距248
6.5.2封闭空间下热失控传播间距255
6.5.3实验结果及理论分析258
6.6连接方式对热失控传播的影响261
6.6.1串并联单*使用261
6.6.2串并联组合使用261
6.7电池排列方式对热失控传播的影响263
6.7.1水平方向不同排列方式263
6.7.2垂直方向不同排列方式263
6.8荷电状态对热失控传播的影响265
6.9本章小结274
参考文献276
第7章锂离子电池热管理、阻隔及灭火技术278
7.1相变材料热管理278
7.1.1相变材料分级热管理两级危险温度节点的判定方法278
7.1.2两级相变材料制备工艺278
7.1.3相变材料的装载方式及热管理效果280
7.1.4相变材料的用量估算282
7.2热失控阻隔技术283
7.2.1锂离子电池组排布方式热失控研究284
7.2.2多孔材料及细水雾抑制锂离子电池热失控传播286
7.2.3多孔材料细水雾协同抑制锂离子电池热失控传播290
7.2.4FMEA方法应用于锂离子电池热失控传播抑制效果的分级292
7.3细水雾灭火技术294
7.3.1纯水细水雾抑制锂离子电池火294
7.3.2单一添加剂细水雾抑制锂离子电池火298
7.3.3复合添加剂细水雾*佳浓度实验及结果302
7.3.4低导电性添加剂细水雾抑制锂离子电池火305
7.4液氮灭火技术314
7.4.1开敞及受限空间中液氮喷淋对锂离子电池热失控的研究314
7.4.2液氮抑制锂离子电池热失控传播的研究317
7.5本章小结322
参考文献323
第8章锂离子电池热失控安全防护技术展望326
前言
第1章绪论1
1.1锂离子电池的发展历程及应用1
1.2锂离子电池的组成及工作原理3
1.3锂离子电池热失控原理4
1.4锂离子电池相关安全标准4
1.5本章小结6
参考文献6
第2章电滥用诱发电池热失控9
2.1实验装置与方法9
2.1.1实验对象9
2.1.2实验装置11
2.1.3实验方法17
2.2锂离子电池循环过充热行为特性27
2.2.1循环过充电池热行为27
2.2.2循环过充电池结构变化特征31
2.2.3循环过充电池库仑效率变化特性33
2.3不同环境条件下锂离子电池动态过充及热失控36
2.3.1开放环境下电池的动态过充36
2.3.2绝热环境下电池的动态过充38
2.3.3电池热失控的临界条件分析41
2.4高倍率充电条件下电池组热失控的影响因素42
2.4.1电池数量对电池组热失控的影响43
2.4.2连接方式对电池组热失控的影响46
2.4.3接出点位置对电池组热失控的影响49
2.4.4电池间距对电池组热失控的影响52
2.5高倍率放电条件下电池组热失控的影响因素56
2.5.1电池数量对电池组热失控的影响56
2.5.2连接方式对电池组热失控的影响58
2.5.3接出/接入点位置对电池组热失控的影响60
2.5.4电池间距对电池组热失控的影响62
2.6高倍率循环充放电差异性对电池组热失控的影响64
2.6.1高倍率循环充放电电池组差异性分析64
2.6.2差异性对电池组热失控的影响67
2.7本章小结67
参考文献69
第3章热滥用诱发电池热失控71
3.1实验装置及实验方案71
3.1.1实验装置及实验对象71
3.1.2实验方法及方案76
3.2高温环境下锂离子电池热失控特性83
3.2.1不同电量的锂离子电池热失控温度变化特性83
3.2.2不同电量的锂离子电池热失控行为特性84
3.3不同热环境下锂离子电池充放电的危险特性90
3.3.1保温环境下锂离子电池充放电的温度变化特性90
3.3.2高温环境下锂离子电池充放电的危险特性93
3.3.3高温环境下锂离子电池充放电的热失控行为特性102
3.3.4高温环境下锂离子电池充放电的热释放105
3.4本章小结107
参考文献108
第4章机械滥用诱发电池热失控111
4.1实验装置与方法111
4.1.1实验对象111
4.1.2实验装置112
4.1.3实验方案117
4.2均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控120
4.2.1平面挤压热滥用联合下热失控过程121
4.2.2均匀挤压热滥用联合下热失控特征参数123
4.2.3均匀机械挤压热滥用联合下电池热失控火焰特征126
4.2.4均匀机械挤压热滥用联合下电池热失控残骸127
4.3横向非均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控130
4.3.1横向非均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控过程130
4.3.2横向非均匀挤压热滥用联合下热失控特征参数133
4.3.3横向非均匀挤压热滥用联合下电池热失控火焰特征136
4.3.4横向非均匀挤压热滥用联合下电池热失控残骸136
4.4圆柱非均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控139
4.4.1圆柱非均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控过程139
4.4.2圆柱非均匀挤压热滥用联合下热失控特征参数142
4.4.3圆柱非均匀挤压热滥用联合下电池热失控火焰特征144
4.4.4圆柱非均匀挤压热滥用联合下电池热失控残骸146
4.5球头非均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控148
4.5.1球头非均匀挤压热滥用联合下锂离子电池热失控过程148
4.5.2球头非均匀挤压热滥用联合下热失控特征参数150
4.5.3球头非均匀挤压热滥用联合下电池热失控火焰特征153
4.5.4球头非均匀挤压热滥用联合下电池热失控残骸155
4.6非均匀挤压热滥用联合下热失控残骸特征参数157
4.7本章小结157
参考文献159
第5章电池老化对其性能及热失控的影响162
5.1实验装置与方法162
5.1.1实验对象162
5.1.2实验装置163
5.1.3实验方案167
5.1.4实验方法171
5.2高低温老化对锂离子电池性能的影响172
5.2.1高低温老化对电池容量的影响172
5.2.2高低温老化后电池容量增量分析176
5.2.3高低温老化对电池内阻的影响181
5.3高低温老化对锂离子电池热失控的影响研究185
5.3.1热失控特征温度185
5.3.2高低温老化对热失控特征温度的影响187
5.3.3高低温老化后电池热失控反应动力学分析192
5.4高低温老化后锂离子电池材料的变化研究195
5.4.1电池正极材料的变化195
5.4.2电池负极材料的变化201
5.4.3电池隔膜的变化208
5.5本章小结214
参考文献215
第6章电池热失控传播特性及影响因素217
6.1实验装置及材料217
6.1.1实验装置217
6.1.2实验材料222
6.2电池组热失控传播过程特性223
6.2.1现象特征223
6.2.2温度变化特性225
6.2.3电压变化特性227
6.2.4电阻变化特性230
6.3不同约束环境下锂离子电池热失控蔓延特性231
6.3.1不同约束部位条件下锂离子电池热失控蔓延过程231
6.3.2不同开口面积盖板条件下锂离子电池热失控蔓延过程232
6.3.3约束环境对锂离子电池热失控蔓延过程的影响234
6.4不同环境条件下锂离子电池热失控蔓延特性237
6.4.1不同约束环境下锂离子电池热失控蔓延过程特性237
6.4.2不同气体环境下锂离子电池热失控蔓延过程特性239
6.4.3不同大气压力下锂离子电池热失控蔓延过程特性245
6.5电池间距对热失控传播的影响248
6.5.1开敞空间下热失控传播间距248
6.5.2封闭空间下热失控传播间距255
6.5.3实验结果及理论分析258
6.6连接方式对热失控传播的影响261
6.6.1串并联单*使用261
6.6.2串并联组合使用261
6.7电池排列方式对热失控传播的影响263
6.7.1水平方向不同排列方式263
6.7.2垂直方向不同排列方式263
6.8荷电状态对热失控传播的影响265
6.9本章小结274
参考文献276
第7章锂离子电池热管理、阻隔及灭火技术278
7.1相变材料热管理278
7.1.1相变材料分级热管理两级危险温度节点的判定方法278
7.1.2两级相变材料制备工艺278
7.1.3相变材料的装载方式及热管理效果280
7.1.4相变材料的用量估算282
7.2热失控阻隔技术283
7.2.1锂离子电池组排布方式热失控研究284
7.2.2多孔材料及细水雾抑制锂离子电池热失控传播286
7.2.3多孔材料细水雾协同抑制锂离子电池热失控传播290
7.2.4FMEA方法应用于锂离子电池热失控传播抑制效果的分级292
7.3细水雾灭火技术294
7.3.1纯水细水雾抑制锂离子电池火294
7.3.2单一添加剂细水雾抑制锂离子电池火298
7.3.3复合添加剂细水雾*佳浓度实验及结果302
7.3.4低导电性添加剂细水雾抑制锂离子电池火305
7.4液氮灭火技术314
7.4.1开敞及受限空间中液氮喷淋对锂离子电池热失控的研究314
7.4.2液氮抑制锂离子电池热失控传播的研究317
7.5本章小结322
参考文献323
第8章锂离子电池热失控安全防护技术展望326
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