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第1章 概述1

1.1 概述1

1.2 锂离子电池安全问题2

1.3 锂离子电池的应用3

1.4 锂离子电池在电动汽车中应用所面临的问题4

1.5 锂离子电池的安全性测试5

1.6 本章小结11

参考文献12

第2章 电解质材料13

2.1 概述13

2.2 聚合物电解质14

2.2.1 聚合物电解质的应用要求14

2.2.2 聚合物电解质发展概况15

2.3 几种典型的聚合物电解质及其改性17

2.3.1 聚氧化乙烯（PEO）基聚合物电解质及改性17

2.3.2 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基聚合物电解质20

2.3.3 PMMA基凝胶聚合物电解质（GPEs）21

2.3.4 PMMA改性基聚合物电解质22

2.4 新型聚合物锂盐研究26

2.4.1 均聚物型聚合物锂盐26

2.4.2 共聚型聚合物锂盐28

2.4.3 离子液体型聚合物锂盐34

2.4.4 其他36

2.5 应用在锂二次电池中的离子液体分类37

2.5.1 咪唑类离子液体电解质37

2.5.2 季铵类离子液体电解质38

2.5.3 吡咯和哌啶类离子液体电解质39

2.5.4 季膦类离子液体电解质39

2.5.5 吡唑类、锍类离子液体电解质40

2.5.6 阴离子40

2.6 POSS在锂离子电池中的应用41

2.6.1 PEO类聚电解质杂化物41

2.6.2 离子液体类杂化物45

2.6.3 POSS在锂电池其他方面的应用47

2.7 POSS—聚合物的合成及结构与性能关系49

2.8 本章小结51

参考文献52

第3章 聚合物正极材料63

3.1 概述63

3.2 工作机理65

3.2.1 导电聚合物的掺杂、导电机理及其在锂电池中的作用机理65

3.2.2 聚硫化物储能机理67

3.3 聚合物正极材料研究新进展67

3.3.1 有机导电聚合物正极材料68

3.3.2 聚硫化物正极材料77

3.3.3 其他聚合物正极材料82

3.4 本章小结85

参考文献86

第4章 防过充保护材料95

4.1 概述95

4.2 锂离子过充研究现状96

4.2.1 过度充电的概念96

4.2.2 过度充电的危害96

4.3 正极材料改性97

4.3.1 表面包覆97

4.3.2 掺杂100

4.4 电解液添加剂102

4.4.1 国内外防过充添加剂的研究现状及发展趋势103

4.4.2 防过充电保护添加剂的特点及效果104

4.4.3 防过充添加剂的应用意义105

4.4.4 氧化还原对添加剂106

4.4.5 电聚合添加剂111

4.4.6 防过充添加剂发展方向114

4.5 电压敏感隔膜115

4.5.1 导电聚合物在锂离子电池过充保护中的应用117

4.5.2 三苯胺类化合物在锂离子电池过充保护中的应用118

4.5.3 改性隔膜在锂离子电池过充保护中的应用118

4.6 PTC材料119

4.6.1 PTC材料的发展120

4.6.2 PTC材料的稳定化122

4.6.3 PTC电极种类125

4.7 本章小结127

参考文献127

第5章 聚合物锂离子电池界面性质138

5.1 概述138

5.2 非水溶液电解质体系138

5.3 电极／聚合物电解质界面形成机理141

5.4 电极／聚合物电解质界面影响因素142

5.4.1 电极材料的影响142

5.4.2 聚合物电解质基体的影响143

5.4.3 锂盐的影响145

5.4.4 增塑剂、离子液体的影响146

5.4.5 无机填料的影响147

5.4.6 其他因素的影响148

5.5 聚合物电解质常用制备方法及其对SEI膜的影响150

5.5.1 共聚法150

5.5.2 接枝法151

5.5.3 交联法152

5.5.4 超支化法152

5.5.5 共混法153

5.6 电极／聚合物电解质界面交流阻抗研究法154

5.7 电极／聚合物电解质界面性能的其他研究方法161

5.7.1 显微法161

5.7.2 谱学法163

5.7.3 原位研究法165

5.8 本章小结166

参考文献166

第6章 锂离子电池的热性能研究174

6.1 概述174

6.2 锂离子电池在高温下的性能特点174

6.2.1 高温下锂离子电池的性能变化174

6.2.2 锂离子电池在高温下发生的反应175

6.3 软件在锂电池热分析中的应用175

6.3.1 Fluent176

6.3.2 COMOSOL Muliphysics176

6.3.3 STAR-CCM+177

6.4 研究对象与方法177

6.4.1 研究对象177

6.4.2 测试方法178

6.5 本章小结179

参考文献180

第7章 锂离子动力电池热模型的建立182

7.1 锂离子电池的工作原理182

7.2 锂离子动力电池的生热与传热机理183

7.2.1 锂离子动力电池的生热机理183

7.2.2 锂离子动力电池的传热机理185

7.3 锂离子动力电池导热微分方程的建立186

7.3.1 直角坐标系中的导热微分方程186

7.3.2 柱坐标系中的导热微分方程187

7.3.3 球坐标系中的导热微分方程188

7.3.4 边界条件188

7.4 锂离子动力电池三维热模型的建立189

7.4.1 锂离子电池导热微分方程的确定189

7.4.2 锂离子电池热模型定解条件的确定190

7.4.3 锂离子动力电池热分析参数的确定190

7.5 本章小结192

参考文献192

第8章 锂离子电池组温度场CFD仿真分析194

8.1 电池组散热系统的几何模型和网格划分194

8.1.1 电池组几何模型194

8.1.2 电池组网格模型195

8.2 电池包自然对流散热196

8.2.1 几何模型描述196

8.2.2 网格划分197

8.2.3 物理连续条件设定197

8.2.4 边界条件设定198

8.2.5 仿真结果分析198

8.3 电池包单向强制流分析计算模型的选择199

8.3.1 冷却空气的物理模型199

8.3.2 黏性模型的选择200

8.3.3 材料属性的设置201

8.3.4 边界条件的设置202

8.4 电池包单向强制流仿真结果分析204

8.4.1 常温1C倍率放电204

8.4.2 常温4C倍率放电206

8.4.3 常温6.6 7C倍率放电208

8.4.4 常温10C倍率放电210

8.4.5 常温13.3 3C倍率放电211

8.5 单向强制流风冷在常温和高温下的仿真对比分析213

8.5.1 高温—常温10C放电电池模块热分析214

8.5.2 高温—常温13.3 3C放电电池模块热分析217

8.6 往复流热分析219

8.6.1 往复流及其原理219

8.6.2 往复流CFD分析参数设置220

8.6.3 结果分析220

8.7 本章小结222

参考文献223

第9章 基于正交试验设计的往复流电池散热参数优化224

9.1 正交试验设计方法224

9.1.1 正交试验设计方法介绍224

9.1.2 正交试验设计表225

9.1.3 正交试验设计的基本流程226

9.2 正交试验设计（常温4C倍率放电）226

9.2.1 确定试验目的和试验指标226

9.2.2 确定试验因素和水平227

9.2.3 选择合适的正交表227

9.2.4 表头设计228

9.2.5 确定试验方案228

9.3 正交试验结果的直观分析（常温4C倍率放电）228

9.3.1 最高温度单指标试验结果的直观分析229

9.3.2 温度差单指标试验结果的直观分析231

9.3.3 最低温度单指标试验结果的直观分析233

9.4 正交试验结果的方差分析（4C倍率放电）234

9.5 基于综合平衡法的往复流设计参数优选（4C倍率放电）236

9.5.1 多指标正交试验结果分析方法236

9.5.2 最高温度、温度差及最低温度三指标试验综合平衡结果分析236

9.6 常温下其他放电倍率放电往复流的正交试验分析237

9.6.1 常温6.67C倍率放电237

9.6.2 常温10C倍率放电240

9.6.3 常温13.33C倍率放电243

9.7 高温下电池组往复流散热优化方案（13.33C和10C）245

9.7.1 高温下放电正交试验结果分析245

9.7.2 往复流冷却方式放电热分析正交试验极差和方差分析253

9.7.3 综合因素结果分析255

9.8 本章小结256

参考文献257