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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)電池的基礎理論、結構特點、發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的應用前景。作者首先指出全球變暖問題的緊迫性,并強調了實現(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替代傳統(tǒng)鋰離子電池中的液體電解質,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上,作者進一步展望了全固態(tài)電池在電動汽車、智能電網以及航天領域的應用潛力,并指出了實現(xiàn)這些應用所面臨的技術挑戰(zhàn)和成本問題。最后,書中強調了全固態(tài)電池在未來能源儲存和轉換中的關鍵作用,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)電池的相關知識,認識到這一技術在未來能源領域的重要地位,以及它在推動社會向更清潔、更安全能源系統(tǒng)轉型中的關鍵作用。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,F(xiàn)階段,固態(tài)電池在技術指標上領先于三元鋰電池。從當前產業(yè)布局來看,多家國際車企均在固態(tài)電池領域進行布局,并加大在固態(tài)電池領域的投資。下一步要產業(yè)化的是智能安全電池,就是把安全技術、智能技術全部結合起來進行產業(yè)化,應該在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,國務院辦公廳印發(fā)《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》,明確要求加快固態(tài)動力電池技術的研發(fā)和產業(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。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;诖,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,仍以市場驅動為主。國內企業(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,新能源已經成為全球發(fā)展的主要方向,隨著我國新能源汽車產銷雙豐收,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、構造、應用、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,以及各種各樣的領域產品,從而使讀者明白下一代電池的基本理論和發(fā)展動向。本書內容主要分為最新鋰電池情況,固體電解質,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構,二次電池的原理和結構,其他最新電池。全書以圖解為基礎,直觀易懂,內容全面,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)生火災的危險性。為此,研究者們考慮到將現(xiàn)行的由有機溶液構成的電解質替換為不易成為火災起因的固體電解質。因此,必須開發(fā)出使用固體電解質的鋰離子二次電池,也就是全固態(tài)電池。 本書對全固態(tài)電池的原理、結構、應用、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對全固態(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!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構》《改變世界的電池科學》《想要知道的太陽能電池基礎知識》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)電池的原理和結構 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 3-1固體電解質簡介 3-2固體電解質的原理 3-3固體電解質的種類 3-4氧化物和硫化物 3-5金屬離子導電固體電解質 3-6鋰離子導電固體電解質 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電池應滿足的性能 4-5BEV電池應滿足的其他條件 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構 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干電池的原理和結構 6-6其他干電池 第7章二次電池的原理和結構 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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