锂离子电池制造工艺原理与应用

第1章锂离子电池概述001
1.1锂离子电池电化学原理/002
1.1.1化学原理/002
1.1.2电池结构及分类/003
1.2锂离子电池原材料及制造/005
1.3锂离子电池性能/006
1.3.1电化学性能/006
1.3.2安全性能/011
1.4锂离子电池发展历程、特点及应用/012
1.4.1锂离子电池发展历程/012
1.4.2锂离子电池特点及应用 /013
参考文献/014

第2章锂离子电池原材料016
2.1锂离子电池正极材料/017
2.1.1正极材料简介/017
2.1.2钴酸锂/018
2.1.3三元材料 /020
2.1.4富锂锰基材料/022
2.1.5尖晶石型锰酸锂/025
2.1.6磷酸铁锂/027
2.2锂离子电池负极材料/030
2.2.1负极材料简介/030
2.2.2石墨材料/031
2.2.3无定形炭/034
2.2.4钛氧化物材料/036
2.2.5SiOx/C复合材料/037
2.2.6Sn基复合材料/039
2.3电解质/040
2.3.1电解质简介/040
2.3.2液态电解质/041
2.3.3半固态电解质——凝胶聚合物电解质/044
2.3.4固态电解质/046
2.4隔膜/048
2.4.1隔膜种类和要求/048
2.4.2湿法聚烯烃多孔膜/050
2.4.3干法聚烯烃多孔膜/050
2.4.4无机/有机复合膜/051
2.5其他材料/052
2.5.1导电剂/052
2.5.2黏结剂/053
2.5.3壳体、集流体和极耳/054
参考文献/055

第3章锂离子电池多孔电极基础056
3.1多孔电极简介/057
3.1.1多孔电极结构/057
3.1.2多孔电极分类/058
3.2锂离子电池多孔电极动力学/058
3.2.1多孔电极过程/058
3.2.2多孔电极动力学/061
3.2.3多孔电极极化/067
3.2.4多孔电极锂离子扩散测量与模拟/073
3.3锂离子电池多孔电极电化学性能/080
3.3.1多孔电极孔隙结构/080
3.3.2多孔电极电化学性能/088
3.3.3多孔电极结构稳定性/091
3.3.4锂离子电池多孔电极结构设计/097
参考文献/100

第4章锂离子电池制浆105
4.1概述/106
4.2悬浮液颗粒受力［1］/106
4.2.1颗粒间作用力/107
4.2.2颗粒受到的其他作用力/111
4.2.3颗粒间距和粒度对颗粒受力的影响/113
4.3静态悬浮液稳定性/114
4.3.1沉降方式/114
4.3.2稳定悬浮液的判据/115
4.4锂离子电池浆料制备原理/117
4.4.1粉体润湿/117
4.4.2粉体分散/119
4.4.3脱气、输送和过滤/122
4.5锂离子电池制浆设备/124
4.6锂离子电池制浆工艺/128
4.6.1浆料体系及要求/128
4.6.2制浆工艺步骤/130
4.6.3悬浮液分散性和稳定性调控/135
4.6.4制浆工艺与极片导电体系/146
参考文献/150

第5章锂离子电池涂布151
5.1涂布流变学基础/152
5.1.1悬浮液分类/152
5.1.2剪切与黏度/154
5.1.3润湿与流平/157
5.2黏度和表面张力调控/159
5.2.1黏度调控/159
5.2.2表面张力调节/165
5.2.3助剂调节/167
5.2.4温度调节/170
5.2.5制浆工艺调节/171
5.3辊涂原理与工艺/174
5.3.1辊涂简介/174
5.3.2单辊涂布/174
5.3.3双辊涂布/179
5.3.4三辊涂布/187
5.4预定量涂布原理与工艺/188
5.4.1坡流涂布原理与工艺/188
5.4.2条缝和挤压涂布原理与工艺/202
5.4.3涂布弊病及消除/212
5.5涂布方法选择/214
5.5.1涂布方法/214
5.5.2涂布方法选择/215
5.6干燥/217
5.6.1干燥简介/217
5.6.2干燥原理与工艺/218
5.6.3干燥时涂膜的流变性质及缺陷预防/225
5.6.4干燥设备/232
参考文献/233

第6章锂离子电池极片辊压236
6.1概述/237
6.2粉体基本性质/237
6.2.1粒度与形状/238
6.2.2群聚集性质/241
6.3粉体充填模型和充填密度/243
6.3.1理想充填模型/243
6.3.2实际粉体充填密度/246
6.4实际粉体压缩性能/248
6.4.1压缩过程/248
6.4.2压缩曲线/249
6.4.3充填和压实的调控/252
6.5极片辊压原理与工艺/254
6.5.1辊压力/255
6.5.2厚度控制/256
6.5.3伸长率/259
6.6辊压极片与电池性能/261
6.6.1压实密度对电池性能的影响/261
6.6.2电极特性对电池充放电性能的影响/266
6.7极片辊压设备/269
6.7.1辊压机/269
6.7.2附加装置/270
6.8极片质量与控制/272
6.8.1极片缺陷及控制/272
6.8.2收放卷缺陷/274
6.8.3极片强韧性/274
6.8.4极片黏结性/276
参考文献/277

第7章锂离子电池极片分切280
7.1极片分切方法/281
7.2极片剪切过程/282
7.3极片剪切工艺/283
7.3.1剪切材料/283
7.3.2剪切力/284
7.3.3刀盘水平间隙和垂直间隙/285
7.3.4剪切速率/288
7.3.5张力/288
7.4极片分切设备/289
7.4.1纵切设备/289
7.4.2横切设备/291
7.5激光分切/292
7.5.1激光分切简介/292
7.5.2激光分切工艺/295
7.6极片分切缺陷及其影响/298
7.6.1分切缺陷/298
7.6.2分切缺陷的影响/300
参考文献/301

第8章锂离子电池配装303
8.1电极卷绕和叠片/304
8.1.1卷绕和叠片工艺/304
8.1.2卷绕和叠片设备/308
8.2锂离子电池组装/312
8.2.1组装工艺/312
8.2.2组装设备/315
8.3锂离子电池装配质量检验/319
参考文献/320

第9章锂离子电池焊接321
9.1焊接概述/322
9.2锂离子电池激光焊接/325
9.2.1激光焊接原理/325
9.2.2激光焊接设备/326
9.2.3脉冲激光缝焊/329
9.2.4脉冲激光点焊/333
9.2.5激光焊接性/334
9.2.6焊接检验及缺陷预防/335
9.2.7激光焊接防护/337
9.3锂离子电池超声波点焊接/337
9.3.1超声焊接原理及特点/337
9.3.2超声焊接设备/339
9.3.3超声波点焊工艺/341
9.3.4超声焊焊接性/348
9.3.5缺陷及预防/353
9.4锂离子电池电阻点焊/354
9.4.1电阻点焊原理及特点/354
9.4.2点焊设备/356
9.4.3电阻点焊工艺/357
9.4.4常用材料焊接性/363
9.4.5缺陷及预防/365
9.5锂离子电池塑料热封装/368
9.5.1热封装原理与设备/368
9.5.2热封工艺/369
参考文献/371

第10章锂离子电池化成373
10.1锂离子电池化成原理/374
10.1.1化成反应/374
10.1.2固体产物及SEI膜/375
10.1.3气体产物与水分/379
10.1.4极片的膨胀/383
10.2锂离子电池化成工艺及设备/387
10.2.1注液工艺及设备/387
10.2.2化成工艺及设备/391
10.2.3老化工艺及设备/395
10.3锂离子电池制造水分控制/396
10.3.1水分控制工艺/396
10.3.2水分控制设备/398
10.4锂离子电池分容分选/399
参考文献/403

第11章动力锂离子电池407
11.1概述/408
11.1.1动力电池简介/408
11.1.2电动汽车动力电池/410
11.2单体动力锂离子电池电性能/412
11.2.1原材料与电性能/412
11.2.2电池结构与电性能/414
11.3单体动力锂离子电池安全性/414
11.3.1热失控及安全性能/414
11.3.2电池结构与安全性能/416
11.3.3设备工艺与安全性能/417
11.3.4原材料与安全性能/419
11.4单体动力锂离子电池一致性/420
11.4.1电池一致性指标/421
11.4.2电池一致性影响因素/423
11.4.3筛选指标与一致性/424
11.4.4一致性与电池组性能/425
11.5动力锂离子电池组管理/428
11.5.1电池组管理系统简介/428
11.5.2电池状态评估/429
11.5.3电池充放电及均衡控制/433
11.5.4电池组温度控制/436
11.6动力锂离子电池组安全技术/439
11.6.1安全技术/439
11.6.2安全性能检测/440
参考文献/441

第12章锂硫电池和类锂离子电池443
12.1锂硫电池/444
12.1.1反应原理及特点/444
12.1.2正极材料/446
12.1.3负极材料/461
12.1.4电解质/465
12.2钠离子电池/469
12.2.1反应原理及特点/469
12.2.2正极材料/470
12.2.3负极材料/475
12.3镁离子电池和铝离子电池/488
12.3.1镁离子电池/488
12.3.2铝离子电池/489
参考文献/491