鋰離子電池安全與質(zhì)量管控

第1章 緒論 1
1.1 鋰離子電池的發(fā)展歷程 1
1.1.1　鋰原電池 1
1.1.2　鋰金屬二次電池 3
1.1.3　鋰離子電池的誕生 4
1.2 鋰離子電池的應(yīng)用概況 6
1.2.1　鋰離子電池在消費(fèi)電子產(chǎn)品中的應(yīng)用 6
1.2.2　動(dòng)力電池 8
1.2.3　在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用 10
1.2.4　在航空領(lǐng)域的應(yīng)用 12
1.2.5　在軍事方面的應(yīng)用 14
1.2.6　在航天方面的應(yīng)用 20
1.2.7　鋰離子電池在其他領(lǐng)域的應(yīng)用 22
1.3 鋰離子電池的發(fā)展趨勢(shì) 27
1.3.1　鋰離子動(dòng)力電池的發(fā)展概況 27
1.3.2　全固態(tài)鋰離子動(dòng)力電池 29
1.3.3　鋰硫電池 31
1.3.4　鋰空氣電池 35
1.3.5　小結(jié) 40
參考文獻(xiàn) 41

第2章 鋰離子電池基本概念及分類 43
2.1 鋰離子電池命名與標(biāo)志 43
2.1.1　GB/T 36943—2018 中電池型號(hào)命名與標(biāo)志 43
2.1.2　IEC 61960—2011 中鋰電池的命名和標(biāo)志 46
2.2 工作原理 48
2.2.1　鋰離子電池的工作原理 48
2.2.2　典型的鋰離子電池的結(jié)構(gòu) 49
2.3 關(guān)鍵構(gòu)成材料 50
2.3.1　正極材料 50
2.3.2　負(fù)極材料 80
2.3.3　電解液及添加劑 93
2.3.4　隔膜材料 99
2.3.5　集流體 104
2.3.6　黏結(jié)劑 107
2.4 常見種類及優(yōu)缺點(diǎn) 110
參考文獻(xiàn) 112

第3章 鋰離子電池主要標(biāo)準(zhǔn)及性能參數(shù) 116
3.1 國(guó)內(nèi)主要標(biāo)準(zhǔn) 116
3.2 國(guó)外主要標(biāo)準(zhǔn) 117
3.2.1　國(guó)際主要標(biāo)準(zhǔn) 117
3.2.2　美國(guó)主要標(biāo)準(zhǔn) 119
3.2.3　日本主要標(biāo)準(zhǔn) 121
3.3 主要標(biāo)準(zhǔn)解讀 122
3.3.1　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 31241—2014《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組安全要求》解讀 122
3.3.2　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18287—2013《移動(dòng)電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規(guī)范》解讀 126
3.3.3　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 38031—2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》解讀 130
3.3.4　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 36972—2018《電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池》解讀 135
3.3.5　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 62619—2017《含堿性或其他非酸性電解質(zhì)的蓄電池和蓄電池組： 工業(yè)設(shè)備用鋰蓄電池和電池組的安全性要求》解讀 137
3.4 主要標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比 141
3.4.1　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 31241—2014 與UN 38.3的對(duì)比分析 141
3.4.2　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 36276—2018 與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 62619—2017 的對(duì)比分析 144
3.4.3　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 62620—2014 與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61960-3—2017 的對(duì)比分析 151
3.5 鋰離子電池主要性能參數(shù) 155
參考文獻(xiàn) 159

第4章 鋰離子電池主要法律法規(guī)及政策 162
4.1 鋰離子電池行業(yè)主管部門 162
4.1.1　行業(yè)主管部門 162
4.1.2　行業(yè)自律性組織 163
4.2 鋰離子電池相關(guān)的主要法律法規(guī)及政策 165
4.2.1　法律 165
4.2.2　與鋰離子電池相關(guān)的國(guó)家政策 167
4.2.3　與鋰離子電池相關(guān)的行業(yè)政策 169
4.2.4　圍繞電池及電池材料的終端應(yīng)用相關(guān)政策措施 174
4.2.5　運(yùn)輸方面相關(guān)政策 175
4.2.6　梯次利用及回收處理/資源化及無害處理方面相關(guān)政策 176
4.3 鋰電池航空運(yùn)輸規(guī)范 179
參考文獻(xiàn) 180

第5章 鋰離子電池的檢測(cè) 182
5.1 鋰離子電池檢測(cè)的人員能力 182
5.2 鋰離子電池檢測(cè)的環(huán)境條件 182
5.2.1　環(huán)境溫度 183
5.2.2　排氣系統(tǒng) 183
5.2.3　防爆設(shè)施 183
5.2.4　消防設(shè)施 183
5.2.5　環(huán)境安全隔離區(qū)域 183
5.2.6　樣品存放區(qū) 184
5.3 鋰離子電池檢測(cè)的儀器設(shè)備 184
5.3.1　鋰離子電池的電性能試驗(yàn)設(shè)備 184
5.3.2　鋰離子電池的電安全試驗(yàn)設(shè)備 186
5.3.3　鋰離子電池的機(jī)械安全試驗(yàn)設(shè)備 187
5.3.4　鋰離子電池的環(huán)境可靠性試驗(yàn)設(shè)備 189
5.3.5　鋰離子電池的主要檢測(cè)分析設(shè)備 191
5.4 鋰離子電池檢測(cè)的主要檢測(cè)項(xiàng)目 194
5.4.1　充電性能測(cè)試 194
5.4.2　放電性能測(cè)試 195
5.4.3　放電容量及倍率性能測(cè)試 197
5.4.4　高低溫性能測(cè)試 198
5.4.5　能量和比能量測(cè)試 199
5.4.6　功率和比功率測(cè)試 199
5.4.7　儲(chǔ)存性能及自放電測(cè)試 200
5.4.8　壽命測(cè)試 202
5.4.9　內(nèi)阻測(cè)試 202
5.4.10　內(nèi)壓測(cè)試 203
5.4.11　電學(xué)安全測(cè)試 205
5.4.12　機(jī)械安全測(cè)試 206
5.4.13　環(huán)境安全測(cè)試 207
5.5 鋰離子電池檢測(cè)的質(zhì)量控制 208
5.5.1　針對(duì)項(xiàng)目的特性制訂質(zhì)量控制計(jì)劃 208
5.5.2　質(zhì)量控制計(jì)劃的實(shí)施方案 209
5.5.3　電池安全項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果質(zhì)量的控制方案 209
5.6 鋰離子電池檢測(cè)的安全風(fēng)險(xiǎn)控制 210
5.6.1　鋰離子電池和電池組可能導(dǎo)致的危險(xiǎn) 210
5.6.2　鋰電池檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的防護(hù)措施 212
參考文獻(xiàn) 214

第6章 鋰離子電池回收利用 215
6.1 回收鋰離子電池的必要性 215
6.1.1　鋰電池對(duì)環(huán)境的危害 215
6.1.2　金屬資源的短缺 215
6.1.3　政策的支持 216
6.1.4　完善新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈 217
6.2 退役動(dòng)力鋰電池回收現(xiàn)狀 217
6.3 鋰離子電池的回收方法 220
6.3.1　電池預(yù)處理技術(shù) 222
6.3.2　電池材料分選技術(shù) 222
6.3.3　金屬材料富集技術(shù) 223
6.3.4　金屬材料分離提純技術(shù) 225
6.4 鋰離子電池回收存在的問題 226
6.5 鋰離子電池的梯次利用 227
6.5.1　退役鋰電池梯次利用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 227
6.5.2　退役鋰離子電池健康狀態(tài)評(píng)估研究現(xiàn)狀 229
6.5.3　退役鋰離子電池一致性篩選研究現(xiàn)狀 231
6.5.4　鋰電池高效利用及回收建議 232
參考文獻(xiàn) 232

第7章 鋰離子電池安全對(duì)策和建議 237
7.1 鋰離子電池的安全問題 237
7.2 鋰離子電池安全研究動(dòng)態(tài) 239
7.2.1　國(guó)內(nèi)研究動(dòng)態(tài) 239
7.2.2　國(guó)外研究動(dòng)態(tài) 240
7.3 鋰離子電池安全問題的改善措施 241
7.4 鋰電池生產(chǎn)企業(yè)消防安全對(duì)策和建議 243
7.5 鋰離子電池火災(zāi)撲救技術(shù) 246
7.5.1　通用鋰電池火災(zāi)撲救技術(shù) 246
7.5.2　鋰電池電動(dòng)汽車滅火救援措施 247
7.6 鋰電池使用注意事項(xiàng) 249
7.6.1　鋰離子電池使用的常見問題 249
7.6.2　鋰電池使用環(huán)境和保養(yǎng)方法 250
7.6.3　鋰離子電池的選購(gòu)方法 250
7.6.4　便攜式電子產(chǎn)品中鋰離子電池使用注意事項(xiàng) 251
7.6.5　汽車鋰離子電池使用注意事項(xiàng)和養(yǎng)護(hù)方法 251
參考文獻(xiàn) 252