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锂离子电池快充技术瓶颈与优化方案研究

目录

文档概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.1锂离子电池发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1.2快充技术需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2.1快充技术发展历程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2.2现有研究主要成果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.3研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.3.1主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.3.2具体研究目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.4研究方法与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

1.4.1研究方法概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

1.4.2技术路线图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

锂离子电池快充原理及机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.1锂离子电池工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.1.1电化学反应过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.1.2电池内部结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

2.2快充过程中的电化学机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

2.2.1高倍率放电特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

2.2.2离子传输机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

2.3快充对电池性能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

2.3.1容量衰减分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

2.3.2内阻变化研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

2.3.3循环寿命影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

锂离子电池快充技术瓶颈分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

3.1热管理瓶颈．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

3.1.1快充过程中的产热机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.1.2温度对电池性能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.1.3现有热管理方法的局限性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

3.2电化学瓶颈．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.2.1充电过程中的副反应．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

3.2.2钝化膜的形成与破坏．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

3.2.3离子嵌入/脱出过程的限制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

3.3结构瓶颈．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

3.3.1正负极材料的膨胀与收缩．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

3.3.2电解液的分解与析气．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

3.3.3电池隔膜的性能退化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

3.4电池管理系统瓶颈．．．．．．．．．．