鋰離子電池安全與質量管控

第1章 緒論 1
1.1 鋰離子電池的發展歷程 1
1.1.1　鋰原電池 1
1.1.2　鋰金屬二次電池 3
1.1.3　鋰離子電池的誕生 4
1.2 鋰離子電池的應用概況 6
1.2.1　鋰離子電池在消費電子產品中的應用 6
1.2.2　動力電池 8
1.2.3　在儲能領域的應用 10
1.2.4　在航空領域的應用 12
1.2.5　在軍事方面的應用 14
1.2.6　在航太方面的應用 20
1.2.7　鋰離子電池在其他領域的應用 22
1.3 鋰離子電池的發展趨勢 27
1.3.1　鋰離子動力電池的發展概況 27
1.3.2　全固態鋰離子動力電池 29
1.3.3　鋰硫電池 31
1.3.4　鋰空氣電池 35
1.3.5　小結 40
參考文獻 41

第2章 鋰離子電池基本概念及分類 43
2.1 鋰離子電池命名與標誌 43
2.1.1　GB/T 36943—2018 中電池型號命名與標誌 43
2.1.2　IEC 61960—2011 中鋰電池的命名和標誌 46
2.2 工作原理 48
2.2.1　鋰離子電池的工作原理 48
2.2.2　典型的鋰離子電池的結構 49
2.3 關鍵構成材料 50
2.3.1　正極材料 50
2.3.2　負極材料 80
2.3.3　電解液及添加劑 93
2.3.4　隔膜材料 99
2.3.5　集流體 104
2.3.6　黏結劑 107
2.4 常見種類及優缺點 110
參考文獻 112

第3章 鋰離子電池主要標準及性能參數 116
3.1 主要標準 116
3.2 國外主要標準 117
3.2.1　 主要標準 117
3.2.2　美國主要標準 119
3.2.3　日本主要標準 121
3.3 主要標準解讀 122
3.3.1　 標準GB 31241—2014《可擕式電子產品用鋰離子電池和電池組安全要求》解讀 122
3.3.2　 標準GB/T 18287—2013《行動電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規範》解讀 126
3.3.3　 標準GB 38031—2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》解讀 130
3.3.4　 標準GB/T 36972—2018《電動自行車用鋰離子蓄電池》解讀 135
3.3.5　 標準IEC 62619—2017《含鹼性或其他非酸性電解質的蓄電池和蓄電池組： 工業設備用鋰蓄電池和電池組的安全性要求》解讀 137
3.4 主要標準對比 141
3.4.1　 標準GB 31241—2014 與UN 38.3的對比分析 141
3.4.2　 標準GB/T 36276—2018 與 標準IEC 62619—2017 的對比分析 144
3.4.3　 標準IEC 62620—2014 與 標準IEC 61960-3—2017 的對比分析 151
3.5 鋰離子電池主要性能參數 155
參考文獻 159

第4章 鋰離子電池主要法律法規及政策 162
4.1 鋰離子電池行業主管部門 162
4.1.1　行業主管部門 162
4.1.2　行業自律性組織 163
4.2 鋰離子電池相關的主要法律法規及政策 165
4.2.1　法律 165
4.2.2　與鋰離子電池相關的 政策 167
4.2.3　與鋰離子電池相關的行業政策 169
4.2.4　圍繞電池及電池材料的終端應用相關政策措施 174
4.2.5　運輸方面相關政策 175
4.2.6　梯次利用及回收處理/資源化及無害處理方面相關政策 176
4.3 鋰電池航空運輸規範 179
參考文獻 180

第5章 鋰離子電池的檢測 182
5.1 鋰離子電池檢測的人員能力 182
5.2 鋰離子電池檢測的環境條件 182
5.2.1　環境溫度 183
5.2.2　排氣系統 183
5.2.3　防爆設施 183
5.2.4　消防設施 183
5.2.5　環境安全隔離區域 183
5.2.6　樣品存放區 184
5.3 鋰離子電池檢測的儀器設備 184
5.3.1　鋰離子電池的電性能試驗設備 184
5.3.2　鋰離子電池的電安全試驗設備 186
5.3.3　鋰離子電池的機械安全試驗設備 187
5.3.4　鋰離子電池的環境可靠性試驗設備 189
5.3.5　鋰離子電池的主要檢測分析設備 191
5.4 鋰離子電池檢測的主要檢測項目 194
5.4.1　充電性能測試 194
5.4.2　放電性能測試 195
5.4.3　放電容量及倍率性能測試 197
5.4.4　高低溫性能測試 198
5.4.5　能量和比能量測試 199
5.4.6　功率和比功率測試 199
5.4.7　儲存性能及自放電測試 200
5.4.8　壽命測試 202
5.4.9　內阻測試 202
5.4.10　內壓測試 203
5.4.11　電學安全測試 205
5.4.12　機械安全測試 206
5.4.13　環境安全測試 207
5.5 鋰離子電池檢測的品質控制 208
5.5.1　針對專案的特性制訂品質控制計畫 208
5.5.2　品質控制計畫的實施方案 209
5.5.3　電池安全專案檢測結果品質的控制方案 209
5.6 鋰離子電池檢測的安全風險控制 210
5.6.1　鋰離子電池和電池組可能導致的危險 210
5.6.2　鋰電池檢測實驗室的防護措施 212
參考文獻 214

第6章 鋰離子電池回收利用 215
6.1 回收鋰離子電池的必要性 215
6.1.1　鋰電池對環境的危害 215
6.1.2　金屬資源的短缺 215
6.1.3　政策的支持 216
6.1.4　完善新能源汽車產業鏈 217
6.2 退役動力鋰電池回收現狀 217
6.3 鋰離子電池的回收方法 220
6.3.1　電池預處理技術 222
6.3.2　電池材料分選技術 222
6.3.3　金屬材料富集技術 223
6.3.4　金屬材料分離提純技術 225
6.4 鋰離子電池回收存在的問題 226
6.5 鋰離子電池的梯次利用 227
6.5.1　退役鋰電池梯次利用技術發展現狀 227
6.5.2　退役鋰離子電池健康狀態評估研究現狀 229
6.5.3　退役鋰離子電池一致性篩選研究現狀 231
6.5.4　鋰電池高效利用及回收建議 232
參考文獻 232

第7章 鋰離子電池安全對策和建議 237
7.1 鋰離子電池的安全問題 237
7.2 鋰離子電池安全研究動態 239
7.2.1　 研究動態 239
7.2.2　國外研究動態 240
7.3 鋰離子電池安全問題的改善措施 241
7.4 鋰電池生產企業消防安全對策和建議 243
7.5 鋰離子電池火災撲救技術 246
7.5.1　通用鋰電池火災撲救技術 246
7.5.2　鋰電池電動汽車滅火救援措施 247
7.6 鋰電池使用注意事項 249
7.6.1　鋰離子電池使用的常見問題 249
7.6.2　鋰電池使用環境和保養方法 250
7.6.3　鋰離子電池的選購方法 250
7.6.4　可擕式電子產品中鋰離子電池使用注意事項 251
7.6.5　汽車鋰離子電池使用注意事項和養護方法 251
參考文獻 252