The Fourteenth Annual Battery Conference on Applications and Advances pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:IEEE

作者:Frank, Harvey A. (COM)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:142

装帧:Pap

isbn号码:9780780349674

丛书系列:

图书标签:

• Battery technology
• Energy storage
• Electrochemical engineering
• Power sources
• Battery applications
• Conference proceedings
• Materials science
• Electrical engineering
• Renewable energy
• Batteries

电池技术前沿探索：面向可持续能源的创新与应用 图书简介 本卷汇集了来自全球顶尖研究机构与工业界的最新洞察与突破性进展，聚焦于下一代电池系统的关键挑战、核心技术创新以及广泛的实际应用。本书深入剖析了化学、材料科学、工程学以及电化学领域交叉融合的前沿课题，旨在为电池研发人员、工程师、技术决策者以及关注能源转型的专业人士提供一个全面、深入的技术参考框架。 第一部分：下一代电池化学与材料体系 本部分着眼于超越传统锂离子技术的潜力，探索具有更高能量密度、更长循环寿命和更优安全性的新型电化学体系。 1. 固态电池技术：安全性与能量密度的飞跃 固态电解质的开发是实现高安全性、高能量密度电池的关键。本章详细讨论了不同类型的固态电解质——包括聚合物固态电解质、硫化物基固态电解质以及氧化物固态电解质——在离子电导率、界面阻抗和机械稳定性方面的最新进展。重点分析了固-固界面接触不良问题及其缓解策略，如原位沉积技术和功能化涂层。此外，对锂金属负极在固态电解质中的枝晶抑制机制进行了深入的电化学和微观结构研究。 2. 锂硫（Li-S）电池的瓶颈突破 锂硫电池因其理论上的超高比能量吸引了广泛关注。本部分系统回顾了当前锂硫电池面临的核心挑战：多硫化物穿梭效应、负极体积膨胀和低导电性。详细阐述了通过新型主体材料设计（如拓扑结构控制的碳材料、多孔金属有机框架/共价有机框架）来锚定多硫化物并构建高效传导网络的最新研究成果。同时，探讨了保护锂金属负极的界面工程方法，以延长电池的首次库仑效率和整体循环稳定性。 3. 钠离子与多价离子电池的潜力 鉴于锂资源的战略重要性，钠离子电池作为一种低成本、储量丰富的替代方案正快速发展。本章对比了硬碳、软碳等负极材料在钠离子嵌入/脱出过程中的结构演变，并讨论了新型氧化物和普鲁士蓝类似物正极材料的性能优化。对于更具挑战性的多价离子电池（如镁离子、锌离子电池），则侧重于其独特的反应机制、低速离子迁移率的克服策略以及对非水和水系电解液的界面兼容性研究。 第二部分：电池结构与工程优化 本部分关注电池单元、模组和系统层面的工程创新，以提升能量密度、热管理效率和制造可行性。 1. 高度集成化与结构化电池设计 探讨了将结构功能化（Structural Battery Packs）与电芯集成相融合的先进封装技术。研究了如何利用3D打印技术和先进的粘合剂系统来构建更轻量化、空间利用率更高的电池包。重点分析了“无活性材料”结构件的设计，例如利用导电且耐热的隔膜和集流体材料，以实现更高的体积能量密度。 2. 先进热管理系统（TMS） 热失控是电池安全性的主要威胁。本章详细比较了液冷、气冷和相变材料（PCM）冷却系统的效率与功耗平衡。提出了基于微通道和直接接触冷却的创新散热架构，旨在实现对电池单元内部温度梯度的精确控制。同时，讨论了利用机器学习预测热失控早期信号的诊断模型。 3. 制造工艺的数字化与自动化 涵盖了提高电极制造精度和一致性的最新进展，包括干法电极涂布技术在降低成本和能耗方面的潜力。分析了电芯装配过程中的质量控制（QC）技术，如高精度X射线断层扫描（CT）在缺陷检测中的应用，以及如何通过数字孪生技术优化大规模生产线的设计与运行。 第三部分：电化学储能系统的应用拓展与可持续性 本部分将视角从单个电池单元拓展到大规模应用场景，关注储能系统的可靠性、经济性和环境影响。 1. 电网级储能（Grid-Scale Storage）的挑战与解决方案 针对电网级储能对长寿命和深度放电能力的需求，分析了流体电池（Flow Batteries）和长寿命铅酸电池的再评估。重点讨论了大型锂离子储能电站的并网标准、频率调控能力以及功率输出的动态响应特性。提出了基于预防性维护和状态估计（SoH/SoC）的智能运维策略。 2. 移动应用中的动力电池系统 聚焦电动汽车（EVs）对快充和耐候性的极端要求。探讨了基于脉冲充电算法和先进电池管理系统（BMS）的超快速充电策略，旨在最小化锂沉积和电极损伤。此外，还涵盖了电池在极端温度环境（如高寒地区或沙漠地带）下的性能衰减模型与补偿技术。 3. 电池的循环经济与回收技术 强调实现可持续能源转型的闭环价值链。详细介绍了针对报废动力电池的回收技术，包括火法冶金、湿法冶金和直接回收方法的优劣势对比。重点分析了如何提高镍、钴、锂等关键金属的回收率，并探讨了电池二次利用（Second Life）的评估标准和应用案例，如退役电池在楼宇储能中的应用潜力。 第四部分：电池的智能化与诊断 本部分聚焦于利用先进的计算方法和传感器技术，实现对电池健康和性能的实时、精确监控。 1. 电池健康状态（SoH）与剩余寿命（RUL）的预测 介绍了基于数据驱动的机器学习模型（如LSTM、Transformer模型）在电池衰减模式识别中的应用。详细阐述了如何通过分析电压、电流和温度数据，结合电化学阻抗谱（EIS）的在线监测，实现对内阻增长和容量损失的精准预估。 2. 创新传感与无损检测技术 讨论了集成式光纤传感器、声学发射（AE）技术在监测电池内部微裂纹和气体生成方面的应用。探讨了非侵入式（如超声波成像）检测技术在识别电芯内部结构缺陷和界面问题中的精确度提升。 3. 电池管理系统（BMS）的未来发展 展望了下一代BMS的功能集成，特别是与车身控制系统（VCU）的深度融合，以优化能量流分配。探讨了基于边缘计算和云计算的分布式BMS架构，以提高系统的实时决策能力和数据处理效率。 本书内容严谨、数据翔实，旨在为推动电池技术迈向更高性能、更安全、更环保的未来提供坚实的理论基础和工程指导。

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