了得網工業技術_動力電池梯次利用及綠色回收技術

內容簡介

本書針對當今節能和環保研究開發領域中前沿的課題之一，即電動汽車動力電池梯次利用與回收處理基礎科學問題的研究和關鍵應用技術的開發，以過去十幾年工作中積累的第一手試驗數據為素材，以多個示範工程歷史運行數據和電池回收處理試驗驗證數據為依據，通過細致分析和歸納整理，對這一領域的基礎和應用技術問題進行繫統和詳細的描述。
本書編者團隊攻克了電池快速篩選、一致性高效均衡管理、綠色高效回收等技術難點，創新發展了低附加值廢舊磷酸鐵鋰電池的低成本資源化技術工藝，取得了多項創新成果與關鍵技術突破，這在本書中都得以充分描述。本書的重點體現在退役動力電池性能及其梯次利用篩選評估、集成均衡、工程示範、運維等技術和案例，廢舊電池資源化和無害化回收利用工藝及裝備等。
本書內容通俗易懂，並輔有大量豐富的工程工藝現場圖片，相信對於從事動力電池梯次利用與回收處理的技術人員具有很高的參考和實用價值。此外，本書也可供高等院校和職業技術院校相關專業的師生參考和學習。

目錄
前言
第1章電動汽車發展概況
1.1電動汽車發展簡史
1.1.1電動汽車早期發展
1.1.2電動汽車當代發展現狀
1.2電動汽車類型及發展趨勢
1.2.1電動汽車分類
1.2.2電動汽車發展趨勢
1.3國內外電動汽車產業發展現狀及思路
1.3.1電動汽車發展存在的困難與挑戰
1.3.2各國電動汽車發展政策支持
參考文獻
第2章動力電池基本概念及分類目錄
前言
第1章電動汽車發展概況
1.1電動汽車發展簡史
1.1.1電動汽車早期發展
1.1.2電動汽車當代發展現狀
1.2電動汽車類型及發展趨勢
1.2.1電動汽車分類
1.2.2電動汽車發展趨勢
1.3國內外電動汽車產業發展現狀及思路
1.3.1電動汽車發展存在的困難與挑戰
1.3.2各國電動汽車發展政策支持
參考文獻
第2章動力電池基本概念及分類
2.1電化學電源基本構成及工作原理
2.1.1概述
2.1.2化學電源構成及工作原理
2.1.3動力鋰離子電池及其工作原理
2.2動力電池分類及其性能比較
2.2.1動力鋰電池分類
2.2.2動力鋰電池基本表征參數
2.3動力電池組及充放電策略
2.3.1動力電池成組方法
2.3.2動力電池充放電策略
參考文獻
第3章退役電池評估
3.1退役電池梯次利用概念
3.1.1動力電池梯次利用規模和分布
3.1.2梯次利用相關政策
3.1.3梯次利用電池
3.1.4梯次利用市場規模
3.1.5梯次利用
3.2退役動力電池再利用模式、策略及技術路線
3.2.1梯次利用概念及定義
3.2.2正確看待梯次利用儲能繫統
3.2.3梯次利用思路與原則
3.3退役電池性能診斷與分析
3.3.1國內外現狀
3.3.2退役磷酸鐵鋰電池性能
3.3.3不同衰退狀態下磷酸鐵鋰電池單體開路電壓和荷電狀態關繫
3.3.4同種衰退狀態下磷酸鐵鋰電池單體阻抗特性與荷電狀態關繫
3.3.5不同衰退狀態下磷酸鐵鋰電池單體阻抗特性與荷電狀態關繫
3.3.6小結
參考文獻
目錄第4章退役電池篩選
4.1鋰電池性能評價技術
4.1.1殘餘壽命
4.1.2劣化失效
4.1.3荷電狀態
4.1.4數據處理方法
4.2鋰電池健康狀態評估方法
4.2.1定義法
4.2.2交流阻抗分析法
4.2.3部分放電法
4.2.4化學分析法
4.2.5電池模型法
4.3結構及組分變化對鋰離子電池容量衰減的影響機理
4.3.1材料結構的變化
4.3.2活性物質溶解
4.3.3鋰離子消耗
4.3.4內阻增加
4.3.5小結
4.4制造工藝和運行工況對鋰離子電池容量衰減的影響機理
4.4.1電池制造工藝對電池容量衰減的影響
4.4.2電池運行工況對容量衰減的影響機理
4.4.3小結
4.5異常邊界條件下鋰離子電池衰減特征及表征方法
4.5.1高溫下N鋰離子電池循環特征
4.5.2基於SEI膜阻抗表征的負極析鋰及內短路機理
4.6退役動力電池循環壽命及衰減特征預測方法
4.6.1預測方法選擇
4.6.2建模及循環數據
4.6.3小結
4.7基於容量及內阻特性的退役電池健康狀態評價方法
4.7.1退役電池交流阻抗譜分析及其直流等效內阻測試方法
4.7.2退役電池健康狀態評估方法
4.7.3小結
4.8退役動力電池衰減規律及趨勢
4.8.1研究對像
4.8.2試驗條件
4.8.3退役電池衰減規律及趨勢
4.8.4軟包退役電池容量離散度
4.8.5小結
4.9退役電池性能衰減加速、突變發生的判據及指標體繫
4.9.1引言
4.9.2退役電池初始容量性能及其離散性
4.9.3退役電池衰減加速特征
4.9.4小結
4.10退役動力電池衰減、突變原因及表征
4.10.1單體電池外觀表征
4.10.2磷酸鐵鋰正極材料特性表征
4.10.3石墨負極材料特性表征
4.10.4電池隔膜表征
4.10.5小結
4.11退役電池性能衰減加速、突變的臨界條件及其評價方法
4.11.1引言
4.11.2電池容量衰減及其與庫侖效率的關繫
4.11.3電化學測試結果
4.11.4小結
4.12退役電池篩選方法現狀
4.12.1概述
4.12.2SOH及壽命評價方法
4.12.3傳統的容量測試方法
4.12.4鋰電池工作特性及其數學建模現狀
4.13退役磷酸鐵鋰動力電池狀態快速評估裝置
4.13.1退役磷酸鐵鋰動力電池狀態快速評估裝置
4.13.2基於交流阻抗特性的電池內溫與狀態監測技術
4.13.3基於交流阻抗特性的電池健康狀態快速評價技術
4.13.4小結
參考文獻
第5章退役電池拆解及均衡技術
5.1退役電池組拆解
5.1.1廢舊儲能及動力鋰電池組拆解工藝
5.1.2廢舊儲能及動力鋰電池預處理工藝平臺
5.1.3電池組拆解工藝平臺功能
5.1.4電池組拆解工藝平臺功能性測試
5.1.5電池組拆解工藝平臺功能驗證
5.1.6小結
5.2退役電池重組均衡
5.2.1退役電池重組
5.2.2退役電池均衡
參考文獻
第6章動力電池梯次利用工程示範
6.1退役電池梯次利用場景
6.1.1退役動力電池在通信基站領域的梯次利用
6.1.2退役動力電池在低速電動汽車領域的梯次利用
6.1.3退役動力電池在電網儲能領域的梯次利用
6.1.4退役動力電池在備電領域的梯次利用
6.2兆瓦級退役電池儲能繫統示範應用
6.2.1繫統設計
6.2.2繫統詳細設計
6.2.3電池管理繫統
6.2.4儲能變流器
6.2.5監控繫統規格參數
6.2.6輔助繫統
6.2.7儲能接入設計方案
6.2.8成套設備運輸、安裝、調試方案及措施
6.2.9繫統研制及工程運行
6.3百千瓦級退役電池儲能繫統示範應用
6.3.1設計依據
6.3.2設計原則
6.3.3繫統設計方案
6.3.4儲能變流器設計方案
6.3.5梯次利用電池繫統設計方案
6.3.6梯次利用電池維護方案
6.3.7工程設計方案
6.3.8工程運行
6.4配電臺區退役電池儲能繫統
6.4.1提高配電臺區供電可靠性的方案選擇
6.4.2配電臺區儲能繫統設計方案
6.4.3性能要求
6.4.4技術參數與指標
6.4.5電池管理繫統技術要求
6.4.6儲能雙向變流器技術要求
6.4.7配電臺區儲能繫統示範運行
6.5退役電池

前言

前言
我國是早面臨大規模動力電池退役的國家之一。未來每年退役動力鋰電池數量將達數十萬噸，兼具資源和環境屬性。廢舊動力鋰電池含大量重金屬、有機物、電解質及相關副反應產生的有毒氣體，會對土壤、水、大氣造成嚴重的污染和破壞，危害人類健康。而其中的鋰、鈷、鎳等在我國礦藏資源中非常有限，進口依存度高。雖然電池梯次利用及資源化處理價值巨大，市場規模高達，但目前回收率很低，造成不可再生資源的嚴重浪費。目前，國內關於動力電池梯次利用和回收處理的政策文件、技術標準雖較為齊全，但是梯次利用和回收處理市場化水平仍然有待進一步提升和完善，原因之一在於缺乏繫統的先進技術和經驗。本書編者團隊攻克了電池快速篩選、一致性高效均衡管理、綠色高效回收等技術難點，創新發展了低附加值廢舊磷酸鐵鋰電池的低成本資源化技術工藝，取得了多項創新成果與關鍵技術突破。前言
我國是早面臨大規模動力電池退役的國家之一。未來每年退役動力鋰電池數量將達數十萬噸，兼具資源和環境屬性。廢舊動力鋰電池含大量重金屬、有機物、電解質及相關副反應產生的有毒氣體，會對土壤、水、大氣造成嚴重的污染和破壞，危害人類健康。而其中的鋰、鈷、鎳等在我國礦藏資源中非常有限，進口依存度高。雖然電池梯次利用及資源化處理價值巨大，市場規模高達，但目前回收率很低，造成不可再生資源的嚴重浪費。目前，國內關於動力電池梯次利用和回收處理的政策文件、技術標準雖較為齊全，但是梯次利用和回收處理市場化水平仍然有待進一步提升和完善，原因之一在於缺乏繫統的先進技術和經驗。本書編者團隊攻克了電池快速篩選、一致性高效均衡管理、綠色高效回收等技術難點，創新發展了低附加值廢舊磷酸鐵鋰電池的低成本資源化技術工藝，取得了多項創新成果與關鍵技術突破。
目前，國內外還較為缺乏該領域的專業性著作，編者團隊在2015年曾經出版過相關專著，但是近幾年國內外在梯次利用和回收處理領域的政策、標準、技術、工藝等發展變化較快，有必要進行重新梳理。在國內前輩和同行們的支持、鼓勵下，我們決定編寫一部動力電池梯次利用與回收處理方面的書，本書借鋻公開報道的研究結果和結論，以編者過去十幾年工作中積累的第一手試驗數據為素材，以多個示範工程歷史運行數據和電池回收處理試驗驗證數據為依據，通過細致分析和歸納整理，對這一領域的基礎和應用技術問題進行繫統和詳細的描述。
本書共分為7章。第1章和第2章是基本概念方面的內容，主要介紹電動汽車發展概況和發展趨勢，國內外電動汽車發展思路及政策支持，動力電池基本概念、工作原理及分類等。
第3~6章主要介紹退役電池梯次利用概念，退役電池再利用模式、策略及技術路線，退役電池性能診斷與分析技術；退役電池衰減規律及趨勢，循環壽命及衰減特征預測方法，退役電池健康狀態評價方法及裝置；退役電池組拆解、重組均衡技術；梯次利用儲能示範及運維。
第7章主要介紹動力電池回收處理技術進展及政策分析，正極材料組分的資源化提取工藝，資源化及無害化處理技術的效率、綠色度及效益評價方法等。
本書來源於工程實踐項目的積累和總結，如有不妥，敬請讀者指出，期待與專業讀者朋友的溝通交流。

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