动力电池梯次利用方法与技术

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前 言
第1章 绪论1
1.1 动力电池发展史2
1.2 锂离子电池的电化学基础4
1.2.1 锂离子电池机理7
1.2.2 锂离子电池简化机理16
1.3 退役电池的梯次利用24
1.3.1 锂离子电池的全生命周期24
1.3.2 梯次利用的特点27
1.3.3 退役电池的特点27
1.4 退役动力电池梯次利用的核心方法与技术28
1.4.1 退役动力电池梯次利用拆解技术28
1.4.2 退役动力电池梯次利用筛选方法29
1.4.3 退役动力电池梯次利用重组技术30
1.4.4 退役动力电池梯次利用安全管控方法31
参考文献32
第2章 动力锂离子电池梯次利用拆解技术35
2.1 国内外研究现状36
2.2 拆解研究内容和技术路线40
2.2.1 拆解的主要研究内容40
2.2.2 拆解规划技术路线40
2.3 拆解序列规划优化理论41
2.3.1 拆解的理论基础概念42
2.3.2 拆解的模式44
2.3.3 拆解的建模46
2.3.4 规划方法49
2.4 基于遗传烟花算法的拆解序列规划52
2.4.1 多目标优化问题52
2.4.2 基于拆解优先图的拆解模型56
2.4.3 基于多目标的遗传烟花算法求解方法59
2.5 动力电池包拆解分析68
2.5.1 基于任务优先图来描述拆解线的关系68
2.5.2 结果与分析72
参考文献82
第3章 动力锂离子电池梯次利用重组工艺89
3.1 退役动力电池国内外研究现状90
3.2 锂离子电池及其容量增量曲线90
3.2.1 锂离子电池简介90
3.2.2 容量增量曲线原理94
3.2.3 容量增量曲线特性实验98
3.3 基于容量增量曲线的退役锂离子电池容量和内阻估算
102
3.3.1 锂离子电池参数测试102
3.3.2 基于AGA-BPNN的电池容量估算108
3.3.3 电池内阻估计119
3.3.4 小结122
参考文献123
第4章 动力电池梯次利用热管理工艺127
4.1 锂离子电池热安全性现状128
4.1.1 锂离子电池模型参数辨识研究现状128
4.1.2 锂离子电池冷却方式研究现状130
4.2 锂离子电池机理模型133
4.3 模型参数辨识135
4.3.1 简化模型的验证136
4.3.2 液相锂离子浓度验证138
4.3.3 固相锂离子浓度验证140
4.3.4 电压验证141
4.3.5 基于锂离子电池简化模型的参数辨识142
4.4 复合相变散热仿真及优化160
4.4.1 相变散热161
4.4.2 复合相变材料成型162
4.4.3 相变散热实验163
4.4.4 单体电池相变散热仿真164
4.4.5 实验验证167
4.5 基于仿真的电池模组散热参数优化174
4.5.1 基于石蜡/膨胀石墨-泡沫铜的模组散热系统174
4.5.2 单参数分析175
4.5.3 多参数优化179
4.6 本章小结181
参考文献181
XVII
第5章 动力电池梯次利用内短路管控的技术与方法187
5.1 内短路研究现状188
5.2 锂离子电池内短路全寿命周期辨识189
5.2.1 等效电路模型189
5.2.2 模型参数辨识190
5.2.3 电池热模型191
5.3 实验与结果193
5.3.1 实验设置193
5.3.2 HPPC与DST实验194
5.3.3 内短路实验196
5.4 讨论与分析198
5.4.1 遗忘因子与间隔频率对参数辨识的影响198
5.4.2 温度估计199
5.4.3 内短路识别能力探究200
5.5 本章小结201
参考文献202
第6章 动力锂离子电池性能再生工艺与方法205
6.1 激光用于锂离子电池回收处理简介206
6.1.1 废旧锂离子电池的处理方式206
6.1.2 SEI膜与激光清洗技术208
6.1.3 废旧车用锂离子电池再制造技术中的问题209
6.2 激光清洗电极片的理论模型210
6.2.1 激光清洗类型210
6.2.2 激光清洗作用机制211
6.2.3 激光去除SEI膜的烧蚀振动模型212
6.3 激光清洗电极片的试验研究219
6.3.1 废旧锂离子电池电极片再制造时间点的确定219
6.3.2 激光用于锂离子电池清洗实验222
6.3.3 激光清洗后电极片的形貌及成分分析224
6.4 激光处理后锂离子电池电极片性能的分析236
6.4.1 再制造电极片孔隙分析236
6.4.2 再制造成品电池容量分析和预测238
6.4.3 再制造电池电化学性能分析239
6.5 激光用于锂离子电池的回收工艺总结242
参考文献243