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極簡圖解全固態(tài)電池基本原理 [日]齋藤勝裕
定 價:79 元
- 作者:[日]齋藤勝裕
- 出版時間:2024/10/1
- ISBN:9787111763055
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TM911.3-64
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
讀者對象:本書適合初學者輕松入門,也適合電動汽車及新能源行業(yè)的技術(shù)人員,以及想要擴展知識面,提高解決問題能力的學習者
本書全面介紹了全固態(tài)電池的基礎(chǔ)理論、結(jié)構(gòu)特點、發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的應(yīng)用前景。作者首先指出全球變暖問題的緊迫性,并強調(diào)了實現(xiàn)2050年碳中和目標的重要性。在這一背景下,電動汽車作為減少溫室氣體排放的重要途徑,其核心部件電池的性能至關(guān)重要。目前,鋰離子二次電池雖然性能優(yōu)異,但存在安全隱患。因此,全固態(tài)電池以其高安全性、高能量密度等優(yōu)勢成為研究的熱點。 書中詳細闡述了全固態(tài)電池的工作原理,包括其使用固體電解質(zhì)替代傳統(tǒng)鋰離子電池中的液體電解質(zhì),從而顯著提高了電池的熱穩(wěn)定性和安全性。同時,作者探討了全固態(tài)電池的多種類型,如氧化物和硫化物型,并分析了它們各自的優(yōu)缺點。此外,書中還討論了固體電解質(zhì)的開發(fā)、電極材料的改進以及新型電池材料的研究進展。 在理解并掌握各類電池工作原理的基礎(chǔ)上,作者進一步展望了全固態(tài)電池在電動汽車、智能電網(wǎng)以及航天領(lǐng)域的應(yīng)用潛力,并指出了實現(xiàn)這些應(yīng)用所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)和成本問題。最后,書中強調(diào)了全固態(tài)電池在未來能源儲存和轉(zhuǎn)換中的關(guān)鍵作用,以及對實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護目標的貢獻。 通過這本書,讀者可以全面了解全固態(tài)電池的相關(guān)知識,認識到這一技術(shù)在未來能源領(lǐng)域的重要地位,以及它在推動社會向更清潔、更安全能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵作用。本書適合初學者輕松入門,也適合電動汽車及新能源行業(yè)的技術(shù)人員,以及想要擴展知識面,提高解決問題能力的學習者。
隨著新能源車市場的快速發(fā)展,動力電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大。從當前電池企業(yè)的布局來看,鈉離子電池和固態(tài)電池為主要方向。業(yè)界普遍認為,固態(tài)電池將是電動車動力電池未來的解決方案。現(xiàn)階段,固態(tài)電池在技術(shù)指標上領(lǐng)先于三元鋰電池。從當前產(chǎn)業(yè)布局來看,多家國際車企均在固態(tài)電池領(lǐng)域進行布局,并加大在固態(tài)電池領(lǐng)域的投資。下一步要產(chǎn)業(yè)化的是智能安全電池,就是把安全技術(shù)、智能技術(shù)全部結(jié)合起來進行產(chǎn)業(yè)化,應(yīng)該在2025年。全固態(tài)電池估計在2027年~2030年之間達到規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。 鑒于固態(tài)電池的優(yōu)異潛能,很多國家都在大力支持發(fā)展固態(tài)電池。在我國,2020年11月,國務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》,明確要求加快固態(tài)動力電池技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。2022年6月1日,國家發(fā)改委等九部門聯(lián)合印發(fā)了《十四五可再生能源發(fā)展規(guī)劃》,明確指出要研發(fā)固態(tài)鋰電池技術(shù)。2022年8月18日,科技部等九部門印發(fā)《科技支撐碳達峰碳中和實施方案2022-2030年)》,明確指出要研究固態(tài)電池等更安全、長壽命、高能量效率的前沿儲能技術(shù)。基于此,會有越來越多的讀者渴望了解固態(tài)電池的入門知識及相關(guān)基本原理。 2020年起,我國首次將固態(tài)電池列入行業(yè)重點發(fā)展對象并提出加快研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進程,2023年進一步提出加強固態(tài)電池標準體系研究,目前尚未出臺補貼政策,仍以市場驅(qū)動為主。國內(nèi)企業(yè)進入固態(tài)電池行業(yè),目前固態(tài)電池是一個熱門的研究方向,主要原因是電動車的崛起,對于電池的安全性和能量密度提出了更高的要求。在低碳背景下,新能源已經(jīng)成為全球發(fā)展的主要方向,隨著我國新能源汽車產(chǎn)銷雙豐收,以及消費電子、儲能等行業(yè)的快速發(fā)展,固態(tài)電池的需求不斷攀升。 面向2050年的碳中和達成,現(xiàn)在最引人注目的技術(shù)是全固體電池。全固體電池可以廣泛使用,特別是作為車載用電池。本書以廣泛易懂的圖解形式闡述了全固體電池的原理、構(gòu)造、應(yīng)用、優(yōu)點、缺點、安全性等。本書是一本入門書籍,展開討論與其他的二次電池的不同,新材料的最新動向,以及各種各樣的領(lǐng)域產(chǎn)品,從而使讀者明白下一代電池的基本理論和發(fā)展動向。本書內(nèi)容主要分為最新鋰電池情況,固體電解質(zhì),面向汽車的全固體電池的概要,全固體電池開發(fā)的現(xiàn)狀,化學電池的原理和結(jié)構(gòu),二次電池的原理和結(jié)構(gòu),其他最新電池。全書以圖解為基礎(chǔ),直觀易懂,內(nèi)容全面,講解深入,理論與實際聯(lián)系緊密,既有基本原理的介紹,同時也具有良好的實用性和解決實際問題的針對性。
原書前言 全球變暖已成為迫在眉睫的問題。對此,多國政府相繼宣布要在不久的將來實現(xiàn)碳中和,以減少二氧化碳等溫室氣體的排放。因此,擺脫化學燃料成了迫切的課題。 燃油汽車行駛過程中,燃燒石油從而產(chǎn)生二氧化碳。如果汽車不使用汽油該怎么行駛呢?這個問題如今已經(jīng)有了答案,那就是電動汽車。電動汽車有兩種類型,一種是使用氫燃料電池的電能,另一種是使用可充電的蓄電池。 后者需要高性能的蓄電池。目前性能最好的蓄電池是鋰離子二次電池,但這種電池存在發(fā)生火災(zāi)的危險性。為此,研究者們考慮到將現(xiàn)行的由有機溶液構(gòu)成的電解質(zhì)替換為不易成為火災(zāi)起因的固體電解質(zhì)。因此,必須開發(fā)出使用固體電解質(zhì)的鋰離子二次電池,也就是全固態(tài)電池。 本書對全固態(tài)電池的原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用、優(yōu)缺點、安全性等進行了通俗易懂的全面介紹。以期讀者在閱讀本書后能夠?qū)θ虘B(tài)電池有更進一步的了解。 齋藤勝裕
齋藤勝裕 生于1945年。1974年,日本東北大學研究生院理學研究科博士課程結(jié)業(yè),獲得理學博士學位。現(xiàn)任名古屋工業(yè)大學名譽教授。專業(yè)領(lǐng)域有有機化學、物理化學、光化學、超分子化學!睹利惪膳碌亩疚锸澜纾200種視覺毒物圖鑒》《圖解入門了解最新高分子化學的基本和結(jié)構(gòu)》《改變世界的電池科學》《想要知道的太陽能電池基礎(chǔ)知識》等,共著、合著、主審書籍超過200種。
目錄 譯者序 原書前言 第1章鋰電池的發(fā)展情況 1-1鋰離子二次電池 1-2鋰離子二次電池的原理 1-3鋰離子二次電池的優(yōu)缺點 1-4鋰離子二次電池的課題研究 1-5理想的電池 第2章全固態(tài)電池 2-1電能的未來 2-2全固態(tài)電池的發(fā)展歷史 2-3全固態(tài)電池的原理和結(jié)構(gòu) 2-4全固態(tài)電池的種類 2-5全固態(tài)電池的特點 2-6全固態(tài)電池的優(yōu)缺點 2-7全固態(tài)電池的用途 第3章固體電解質(zhì) 3-1固體電解質(zhì)簡介 3-2固體電解質(zhì)的原理 3-3固體電解質(zhì)的種類 3-4氧化物和硫化物 3-5金屬離子導電固體電解質(zhì) 3-6鋰離子導電固體電解質(zhì) 3-7全固態(tài)電池的新材料 專欄鋰離子二次電池起火事故 第4章面向汽車的全固態(tài)電池的概要 4-1豐田汽車發(fā)布全固態(tài)電池概念車 4-2電動汽車 4-3電動汽車的分類 4-4BEV電池應(yīng)滿足的性能 4-5BEV電池應(yīng)滿足的其他條件 第5章全固態(tài)電池發(fā)展現(xiàn)狀 5-1堆積型和薄膜型 5-2碘鋰電池 5-3硫化物全固態(tài)電池 5-4氧化物全固態(tài)電池 5-5便攜性 5-6全固態(tài)電池的潛力 第6章化學電池的原理和結(jié)構(gòu) 6-1電流和電子 6-2金屬的溶解和氧化還原 6-3溶解過程的能量變化 6-4人類第一塊化學電池:伏特電池 6-5干電池的原理和結(jié)構(gòu) 6-6其他干電池 第7章二次電池的原理和結(jié)構(gòu) 7-1一次電池和二次電池 專欄1鉛的毒性 7-2鉛蓄電池的原理和現(xiàn)狀 7-3鎳鎘蓄電池 7-4鎳氫電池 7-5金屬鋰二次電池 7-6有機二次電池 7-7二次電池性能對比 專欄2可以(不能)成為二次電池的電池 第8章其他新型電池 8-1氫燃料電池 8-2鋅空氣電池 8-3太陽能電池 8-4原子能電池 8-5濃差電池和生物發(fā)電 參考文獻
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