從事電池應用產業人員,可藉由本書系統化的介紹,由淺而深瞭解鋰離子電池的基本原理及應用相關知識。 本書共分為七章,涵蓋電化學理論和應用實務,第一章泛談電池應用市場以及供給地球能量的各種資源。第二章是鋰離子電池技術的入門說明,相關從業人員可對鋰離子電池的應用獲得基本認識。第三章引進電化學的重要理論,儘量避開生澀的計算和論述,以淺顯方式令讀者得以了解電池技術的原理,知其所以然得而更上層樓。第四章介紹鋰離子電池的組成材料,鈦酸鋰電池則獨立自成第五章,熟悉這兩章對於各種電池的應用足以游刃有餘。第六章探討電池應用的信賴度,包括電池失效的症狀、機制、肇因,以及熱失控問題的分析,第七章闡述電池應用上的設計事項,包括電池組和電池管理系統。
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羅得良 1962年生
學歷: 台大國際企業學研究所(EMBA) 成大機械工程學系
經歷: 英業達(股)公司產品開發主管、外銷業務主管、智權處長、冠亞智財公司專利顧問
現職: 恆科股份有限公司總經理 桓科股份有限公司總經理
著作: 《電子產品機械結構設計》及多篇專利文章發表,並取得逾30件國內外專利權
發明: 無線吹風機、自熱保溫瓶、自熱式餐盒、快充警示三角架、快充指揮棒、電源隨身碟
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序言 第1章 充電電池產品與市場 1-1 儲能系統 1-2 電動載具 1-3 電池市場發展極限 1-3.1 地球電力供應來源 1-3.2 電池材料供給限制
第2章 鋰離子電池技術導論(應用基礎篇) 2-1 電池基礎與極性 2-1.1 氧化還原與電池極性 2-1.2 電池與電容之區別 2-2 鋰離子電池組成結構與種類 2-2.1 鋰離子電池組成 2-2.2 鋰離子電池外型與封裝材料 2-2.3 鋰離子電池正負極材料分類 2-2.4 鋰離子電池電解質分類 2-2.5 理想電池與現實 2-3 充放電流倍率與電池特性 2-3.1 額定容量與荷電狀態 2-3.2 充放電流倍率與工作電壓 2-3.3 功率等級與容量密度 2-3.4 工作電流與可用容量 2-4 溫度與可用容量 2-5 電池一致性 2-5.1 電池基因與後天影響 2-5.2 充放電末段發散現象 2-5.3 不一致性處理對策 2-6 電池使用壽命 2-7 電池封裝型式與尺寸之影響 2-8 鋰離子電池充電方法
第3章 鋰離子電池技術導論(電化學篇) 3-1 電池半反應與還原電位 3-1.1 還原電位與離子濃度 3-1.2 電池電位與自由能變化 3-2 界面反應與電雙層模型 3-2.1 電極界面反應 3-2.2 反應界面電雙層模型 3-2.3 電解槽電位分布 3-3 動力學與等效電路 3-3.1 電池極化動力學 3-3.2 電化學等效電路與暫態反應 3-4 電池內阻量測 3-4.1 電池內阻量測方法 3-4.2 電池內阻量測實例 3-4.3 電池極化過電位 3-5 鋰離子電池化學反應
第4章 鋰離子電池材料 4-1 鋰離子電池正極材料 4-1.1 正極鈷酸鋰 4-1.2 正極錳酸鋰 4-1.3 正極鋰三元 4-1.4 正極磷酸鐵鋰 4-2 鋰離子電池負極材料 4-2.1 石墨類 4-2.2 非晶型碳 4-3 電解質 4-4 固態電解質界面膜 4-5 固態電池 4-6 隔離膜 4-7 電池材料調配與製程
第5章 鈦酸鋰電池介紹 5-1 尖晶石結構說明 5-2 鈦酸鋰材料鋰離子嵌入路徑 5-2.1 鈦酸鋰晶格結構 5-2.2 鋰離子嵌入路徑 5-3 鈦酸鋰電池特性說明 5-3.1 高安全性:不會產生內部短路並可承受1.5倍過充電壓 5-3.2 使用壽命長:1CA充放電循環3,000回以上 5-3.3 快速充電:十分鐘快速充飽電 5-3.4 高有效電量:95% SOC超高有效使用電量 5-3.5 低溫使用:-30℃低溫環境下可以1C倍率充放電 5-3.6 零伏特儲存電壓:以0V電壓存放一年仍可回充使用 5-3.7 鈦酸鋰電池脹氣對策 5-4 鈦酸鋰電池安全測試 5-5 鈦酸鋰電池容量密度 5-6 各類鋰離子電池比較 5-6.1 鋰離子電池優缺點 5-6.2 動力型鋰離子電池比較
第6章 鋰離子電池信賴度 6-1 電池失效模式 6-1.1 電池老化現象 6-1.2 電池老化機制 6-1.3 電池老化肇因 6-2 電池熱失控 6-2.1 熱失控熱能分析 6-2.2 熱失控過程 6-2.3 熱失控肇因 6-3 石墨系負極材料安全問題 6-3.1 石墨負極鋰金屬沉積成因 6-3.2 石墨負極電池的兩難
第7章 電池管理系統 7-1 電池組架構 7-2 電池管理系統 7-2.1 偵測電池外顯參數 7-2.2 執行管制功能 7-2.3 執行單串電壓平衡 7-2.4 異常預警與處理 7-2.5 BMS自我偵測 7-2.6 通訊系統 7-3 被動平衡電阻值與平衡區間 7-3.1 被動平衡阻值計算 7-3.2 平衡電壓區間 7-4 電池串並聯組合規劃 7-4.1 電池組架構影響因素 7-4.2 多層架構電池系統 7-4.3 電弧效應與預充線路 7-4.4 電池連接導體與接頭 7-5 鈦酸鋰電池管理系統規格(48V電池組)
附錄1 電池製造程序 附錄2 電池常用名詞 電池特性類 電池管理類 晶體結構類 量測技術類 附錄3 參考文獻
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