本書以火災科學、化學反應熱力學、鋰離子電池原理、安全系統(tǒng)工程理論為基礎，對鋰離子電池的熱失控機制、火災危險性及動力電池系統(tǒng)的消防解決方案等方面取得最新研究成果進行了全面論述。全書共分七章，第一章主要介紹鋰離子電池的發(fā)展、應用及熱安全問題。第二章主要介紹鋰離子電池的基本原理及關鍵材料。第三章介紹了主要電極材料、電解液等及其相互間的熱反應特性。第四章重點論述了鋰離子電池的熱失控過程、熱失控機制、及熱失控預測模型及方法。第五章講述了大型動力電池的火災危險性，主要包括火災特性、熱釋放速率特性及火災危險性的評價方法。第六章論述了提高鋰離子電池本質安全性的方法，第七章介紹了鋰離子電池系統(tǒng)的消防安全對策。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 鋰離子電池發(fā)展歷程 1
1.2 鋰離子電池應用概況 3
1.2.1 鋰離子電池在小型消費電子產(chǎn)品領域的應用 3
1.2.2 鋰離子電池在電動汽車領域的應用 3
1.2.3 鋰離子電池在儲能領域的應用 8
1.1.4 鋰離子電池在特殊場合的應用 9
1.3 鋰離子電池的熱安全問題 9
1.3.1 電解液的熱安全問題 10
1.3.2 電極電解液體系的熱安全問題 11
1.3.3 鋰離子電池的火災危險性 12
1.3.4 鋰離子電池熱安全研究趨勢 12
1.4 鋰離子電池相關安全規(guī)范 12
1.4.1 國際標準 12
1.4.2 國內(nèi)標準 18
參考文獻 21
第2章 鋰離子電池基本原理 25
2.1 鋰離子電池工作原理 25
2.2 鋰離子電池關鍵構成材料 26
2.2.1 正極材料 26
2.2.2 負極材料 26
2.2.3 電解液 27
2.2.4 其他材料 29
2.3 鋰離子電池的類型及特點 30
2.3.1 鋰離子電池的類型 30
2.3.2 鋰離子電池的特點 33
2.4 鋰離子電池熱安全性主要研究方法 34
2.4.1 鋰離子電池熱失控研究 34
2.4.2 鋰離子電池火災危險性研究 44
2.4.3 鋰離子電池濫用測試研究 48
2.4.4 鋰離子電池熱模型及數(shù)值計算研究 49
參考文獻 50
第3章 鋰離子電池材料的熱安全性 53
3.1 鋰鹽及其電解液熱安全性 53
3.1.1 常用鋰鹽的熱安全性 53
3.1.2 鋰鹽對電解液熱安全性的影響 58
3.2 溶劑及其電解液熱安全性 61
3.2.1 常用有機溶劑及其LiPF6溶液的熱穩(wěn)定性 61
3.2.2 有機溶劑構成對電解液熱安全性的影響 70
3.3 正極材料的熱安全性 75
3.3.1 LixCoO2-電解液的熱安全性 76
3.3.2 LixMn2O4-電解液的熱安全性 86
3.3.3 LixFePO4-電解液的熱安全性 90
3.3.4 LixNi1/3C01/3Mn1/3O2-電解液的熱安全性 91
3.3.5 幾種正極材料熱安全性比較 92
3.4 負極材料的熱安全性 95
3.4.1 石墨電解液的熱安全性 95
3.4.2 鈦酸鋰電解液的熱安全性 107
3.4.3 LixC6和Lix+4Ti5O12熱安全性比較 112
3.5 輔助材料的熱安全性 114
3.5.1 聚偏氟乙烯的熱安全性 114
3.5.2 乙炔黑的熱安全性 115
3.5.3 隔膜的熱安全性 116
參考文獻 117
第4章 鋰離子電池熱失控機制 121
4.1 鋰離子電池熱失控過程 121
4.1.1 鋰離子電池的濫用工況 121
4.1.2 鋰離子電池熱失控原理 122
4.1.3 鋰離子電池熱失控過程 123
4.1.4 鋰離子電池熱失控內(nèi)在要素 125
4.2 鋰離子電池模型 126
4.2.1 鋰離子電池電化學模型 126
4.2.2 鋰離子電池熱模型 129
4.2.3 鋰離子電池耦合模型 131
4.3 鋰離子電池熱失控預測 134
4.3.1 模擬預測 134
4.3.2 鋰離子電池熱失控的最低環(huán)境溫度 140
4.4 鋰離子電池電熱轉換過程 141
4.4.1 鋰離子電池電熱轉換參數(shù) 141
4.4.2 鋰離子電池電熱轉換影響因素 141
參考文獻 142
第5章 鋰離子電池火災危險性 148
5.1 鋰離子電池火災的事故樹分析 148
5.1.1 事故樹簡介 148
5.1.2 鋰離子電池火災和爆炸的事故樹演化分析 149
5.2 鋰離子電池火災行為 153
5.3 多種電池體系下的火災危險性分析 160
5.3.1 多種電池體系下的火災危險性實驗 160
5.3.2 荷電狀態(tài)對電池火災危險性影響分析 164
5.4 電池組的火災行為 166
參考文獻 173
第6章 鋰離子電池本質安全對策 175
6.1 電極材料的改性 176
6.1.1 正極材料的改性 176
6.1.2 負極碳材料的改性 188
6.2 安全電解液 193
6.2.1 鋰離子電池電解液安全問題 193
6.2.2 提高電解液熱穩(wěn)定性的途徑 194
6.2.3 鋰離子電池阻燃添加劑的研究 198
6.3 其他本質安全技術 242
參考文獻 246
第7章 鋰離子電池消防安全對策初探 258
7.1 鋰離子電池安全監(jiān)測 258
7.1.1 傳感器類型 258
7.1.2 基于鋰離子電池特性的探測方法 264
7.1.3 鋰離子電池安全監(jiān)測尚存在的問題 265
7.2 鋰離子電池火災探測 265
7.2.1 火災探測器概述 265
7.2.2 火災探測器的有效性 267
7.3 滅火劑的有效性 268
7.3.1 滅火的基本原理 268
7.3.2 滅火劑及其適用范圍 269
7.3.3 針對鋰離子電池熱失控的滅火劑 273
7.4 鋰離子電池滅火系統(tǒng) 278
7.4.1 自動滅火系統(tǒng) 278
7.4.2 滅火系統(tǒng)設計規(guī)范 279
7.4.3 滅火系統(tǒng)性能化設計 279
7.5 消防工程簡介 280
7.6 鋰離子電池滅火技術展望 282
參考文獻 283
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