锂离子电池的热电化学研究及其电极材料的计算与模拟2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

锂离子电池的热电化学研究及其电极材料的计算与模拟PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 锂离子电池体系2

1.2.1 工作原理3

1.2.2 基本结构4

1.2.3 特点5

1.2.4 正极材料6

1.3 锂离子电池的热电化学研究9

1.3.1 研究方法9

1.3.2 量热仪与电化学装置联用测量电池热效应的研究现状10

1.4 锂离子电池的量子化学与计算机模拟研究12

1.4.1 锂离子电池热模型的研究13

1.4.2 锂离子电池电极材料的第一性原理研究15

1.5 研究的目的和内容17

第2章 实验部分18

2.1 锂离子电池的制备仪器及方法18

2.1.1 实验试剂18

2.1.2 实验仪器18

2.1.3 CR2025型扣式锂离子电池的组装19

2.2 锂离子电池的电化学-量热联合测试仪器及方法19

2.2.1 八通道毫瓦级热导式等温量热仪22

2.2.2 电池测试系统27

2.3 锂离子电池电极材料的表征仪器及方法27

2.3.1 X射线衍射表征27

2.3.2 扫描电子显微镜测试28

2.4 锂离子电池内部温度的测量装置及方法28

第3章 锂离子电池充放电循环过程中的热电化学研究30

3.1 引言30

3.2 锂离子电池的热效应原理31

3.3 LiFePO4锂离子电池的热电化学研究32

3.3.1 LiFePO4锂离子电池的电化学性能研究32

3.3.2 LiFePO4锂离子电池的热力学性能研究38

3.3.3 LiFePO4锂离子电池的XRD分析51

3.3.4 LiFePO4锂离子电池的SEM分析53

3.4 LiFePO4锂离子电池的充放电机理分析56

3.5 LiMn2O4锂离子电池的热电化学研究57

3.5.1 LiMn2O4锂离子电池的电化学性能研究57

3.5.2 LiMn2O4锂离子电池的热力学性能研究59

3.5.3 LiMn2O4锂离子电池的XRD分析65

3.5.4 LiMn2O4锂离子电池的SEM分析65

3.6 锂离子电池正极材料的电、热性能评价66

3.6.1 LiFePO4和LiMn2O4的电化学性能评价66

3.6.2 LiFePO4和LiMn2O4的热力学性能评价68

3.7 小结70

第4章 锂离子电池充放电过程中的有限元模拟研究72

4.1 引言72

4.2 热传导基本理论72

4.3 有限元方法及软件75

4.3.1 有限元方法75

4.3.2 ANSYS软件简介76

4.4 锂离子电池电-热耦合模型的构建79

4.4.1 有限元模型的构建79

4.4.2 热生成率的计算81

4.5 不同充放电倍率对电池内部温度场分布的影响82

4.6 不同环境温度对电池内部温度场分布的影响85

4.7 不同充放电倍率和环境温度对电池内部最高温度的影响90

4.8 模拟结果的实验验证91

4.9 小结92

第5章 锂离子电池电极材料热、电性质的第一性原理研究94

5.1 引言94

5.2 第一性原理计算的理论基础94

5.3 密度泛函理论及计算软件97

5.3.1 密度泛函理论97

5.3.2 CASTEP软件及方法98

5.4 第一性原理计算LiFePO4和Li的热力学性质的理论基础99

5.5 第一性原理预测LiFePO4锂离子电池平均电压的理论基础100

5.6 结构优化结果与分析101

5.7 LiFePO4的能带结构和态密度分析102

5.8 LiFePO4锂离子电池平均电压的计算104

5.9 LiFePO4和Li的热力学性质的计算104

5.10 小结110

第6章 结论111

6.1 主要结论111

6.2 主要创新之处112

6.3 不足与展望113

参考文献115

附录133