锂离子电池安全与质量管控

第1章 绪论 1
1.1 锂离子电池的发展历程 1
1.1.1　锂原电池 1
1.1.2　锂金属二次电池 3
1.1.3　锂离子电池的诞生 4
1.2 锂离子电池的应用概况 6
1.2.1　锂离子电池在消费电子产品中的应用 6
1.2.2　动力电池 8
1.2.3　在储能领域的应用 10
1.2.4　在航空领域的应用 12
1.2.5　在军事方面的应用 14
1.2.6　在航天方面的应用 20
1.2.7　锂离子电池在其他领域的应用 22
1.3 锂离子电池的发展趋势 27
1.3.1　锂离子动力电池的发展概况 27
1.3.2　全固态锂离子动力电池 29
1.3.3　锂硫电池 31
1.3.4　锂空气电池 35
1.3.5　小结 40
参考文献 41

第2章 锂离子电池基本概念及分类 43
2.1 锂离子电池命名与标志 43
2.1.1　GB/T 36943—2018 中电池型号命名与标志 43
2.1.2　IEC 61960—2011 中锂电池的命名和标志 46
2.2 工作原理 48
2.2.1　锂离子电池的工作原理 48
2.2.2　典型的锂离子电池的结构 49
2.3 关键构成材料 50
2.3.1　正极材料 50
2.3.2　负极材料 80
2.3.3　电解液及添加剂 93
2.3.4　隔膜材料 99
2.3.5　集流体 104
2.3.6　黏结剂 107
2.4 常见种类及优缺点 110
参考文献 112

第3章 锂离子电池主要标准及性能参数 116
3.1 国内主要标准 116
3.2 国外主要标准 117
3.2.1　国际主要标准 117
3.2.2　美国主要标准 119
3.2.3　日本主要标准 121
3.3 主要标准解读 122
3.3.1　国家标准GB 31241—2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》解读 122
3.3.2　国家标准GB/T 18287—2013《移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范》解读 126
3.3.3　国家标准GB 38031—2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》解读 130
3.3.4　国家标准GB/T 36972—2018《电动自行车用锂离子蓄电池》解读 135
3.3.5　国际标准IEC 62619—2017《含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组： 工业设备用锂蓄电池和电池组的安全性要求》解读 137
3.4 主要标准对比 141
3.4.1　国家标准GB 31241—2014 与UN 38.3的对比分析 141
3.4.2　国家标准GB/T 36276—2018 与国际标准IEC 62619—2017 的对比分析 144
3.4.3　国际标准IEC 62620—2014 与国际标准IEC 61960-3—2017 的对比分析 151
3.5 锂离子电池主要性能参数 155
参考文献 159

第4章 锂离子电池主要法律法规及政策 162
4.1 锂离子电池行业主管部门 162
4.1.1　行业主管部门 162
4.1.2　行业自律性组织 163
4.2 锂离子电池相关的主要法律法规及政策 165
4.2.1　法律 165
4.2.2　与锂离子电池相关的国家政策 167
4.2.3　与锂离子电池相关的行业政策 169
4.2.4　围绕电池及电池材料的终端应用相关政策措施 174
4.2.5　运输方面相关政策 175
4.2.6　梯次利用及回收处理/资源化及无害处理方面相关政策 176
4.3 锂电池航空运输规范 179
参考文献 180

第5章 锂离子电池的检测 182
5.1 锂离子电池检测的人员能力 182
5.2 锂离子电池检测的环境条件 182
5.2.1　环境温度 183
5.2.2　排气系统 183
5.2.3　防爆设施 183
5.2.4　消防设施 183
5.2.5　环境安全隔离区域 183
5.2.6　样品存放区 184
5.3 锂离子电池检测的仪器设备 184
5.3.1　锂离子电池的电性能试验设备 184
5.3.2　锂离子电池的电安全试验设备 186
5.3.3　锂离子电池的机械安全试验设备 187
5.3.4　锂离子电池的环境可靠性试验设备 189
5.3.5　锂离子电池的主要检测分析设备 191
5.4 锂离子电池检测的主要检测项目 194
5.4.1　充电性能测试 194
5.4.2　放电性能测试 195
5.4.3　放电容量及倍率性能测试 197
5.4.4　高低温性能测试 198
5.4.5　能量和比能量测试 199
5.4.6　功率和比功率测试 199
5.4.7　储存性能及自放电测试 200
5.4.8　寿命测试 202
5.4.9　内阻测试 202
5.4.10　内压测试 203
5.4.11　电学安全测试 205
5.4.12　机械安全测试 206
5.4.13　环境安全测试 207
5.5 锂离子电池检测的质量控制 208
5.5.1　针对项目的特性制订质量控制计划 208
5.5.2　质量控制计划的实施方案 209
5.5.3　电池安全项目检测结果质量的控制方案 209
5.6 锂离子电池检测的安全风险控制 210
5.6.1　锂离子电池和电池组可能导致的危险 210
5.6.2　锂电池检测实验室的防护措施 212
参考文献 214

第6章 锂离子电池回收利用 215
6.1 回收锂离子电池的必要性 215
6.1.1　锂电池对环境的危害 215
6.1.2　金属资源的短缺 215
6.1.3　政策的支持 216
6.1.4　完善新能源汽车产业链 217
6.2 退役动力锂电池回收现状 217
6.3 锂离子电池的回收方法 220
6.3.1　电池预处理技术 222
6.3.2　电池材料分选技术 222
6.3.3　金属材料富集技术 223
6.3.4　金属材料分离提纯技术 225
6.4 锂离子电池回收存在的问题 226
6.5 锂离子电池的梯次利用 227
6.5.1　退役锂电池梯次利用技术发展现状 227
6.5.2　退役锂离子电池健康状态评估研究现状 229
6.5.3　退役锂离子电池一致性筛选研究现状 231
6.5.4　锂电池高效利用及回收建议 232
参考文献 232

第7章 锂离子电池安全对策和建议 237
7.1 锂离子电池的安全问题 237
7.2 锂离子电池安全研究动态 239
7.2.1　国内研究动态 239
7.2.2　国外研究动态 240
7.3 锂离子电池安全问题的改善措施 241
7.4 锂电池生产企业消防安全对策和建议 243
7.5 锂离子电池火灾扑救技术 246
7.5.1　通用锂电池火灾扑救技术 246
7.5.2　锂电池电动汽车灭火救援措施 247
7.6 锂电池使用注意事项 249
7.6.1　锂离子电池使用的常见问题 249
7.6.2　锂电池使用环境和保养方法 250
7.6.3　锂离子电池的选购方法 250
7.6.4　便携式电子产品中锂离子电池使用注意事项 251
7.6.5　汽车锂离子电池使用注意事项和养护方法 251
参考文献 252