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電化學儲能電源設計與應用(胡仁宗) 版權信息
- ISBN：9787122464842
- 條形碼：9787122464842 ; 978-7-122-46484-2
- 裝幀：平裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
電化學儲能電源設計與應用(胡仁宗) 內容簡介
《電化學儲能電源設計與應用》是戰略性新興領域“十四五”高等教育教材體系——“先進功能材料與技術”系列教材之一。本教材簡要介紹了電化學儲能的基本原理與性能評價要素，系統講解了鉛酸電池、液流電池、鋰離子電池、鈉離子電池等儲能電池體系的工作原理、關鍵電池材料的物化特性、行業標準及未來發展方向。針對市場上的典型電化學儲能應用實例，介紹電化學儲能電池及系統的評價要素、設計準則，并從安全與環保角度出發討論了鋰離子電池的熱失控問題、生產過程污染風險、回收再利用等基礎知識。 本書可作為新能源、材料科學與工程、儲能科學與工程等專業本科生的教材，也可供研究生學習、從事材料和電化學儲能等相關工作的技術人員參考。
電化學儲能電源設計與應用(胡仁宗)電化學儲能電源設計與應用(胡仁宗) 前言
在當今社會，能源問題已成為全球關注的焦點。隨著人類對能源需求的不斷增加，傳統化石燃料的大肆使用導致了環境污染和資源枯竭等問題。可再生能源作為清潔、可持續的新能源形式，正逐步成為能源發展的主流。然而，由于可再生能源的間歇性和不穩定性，儲能技術的重要性愈發凸顯。在所有儲能技術中，電化學儲能具有高效、靈活和可調控性，使其在發電側、電網側、用戶側以及微電網側都可以得到廣泛應用。目前，電化學儲能在國家戰略性新興領域中扮演多重的重要角色。電化學儲能廣泛應用于可再生能源存儲、交通運輸及智能電網等諸多方面，通過提供高效能量轉換和儲存解決方案，有效減少生活生產的碳排放量，大力推動國家能源結構轉型。因此，電化學儲能技術已成為解決能源轉換和存儲問題的關鍵，也是我國“雙碳”政策引導下急需大力發展和強化的儲能技術之一。
當前，我國電化學儲能產業已經形成了較為完善的產業鏈，且在國際市場上處于領先地位，具有較突出的競爭力。為了維持并增強這種競爭優勢，我國需要在儲能技術研發、專業人才培養、產業政策扶持、產業鏈協同發展、質量管理與標準體系建設等多個方面進一步發力，持續推動電化學儲能產業鏈上的高質生產力建設和電化學儲能技術的規模化應用。基于此，在規劃的戰略性新興領域“十四五”高等教育教材體系建設目錄中，“新能源”“新材料”體系都要求建設電化學儲能相關的專業核心教材與核心課程，助力專業人才培養。
電化學儲能電源設計與應用(胡仁宗) 目錄
1電化學儲能概論001
1.1儲能技術概論001
1.1.1儲能的概念及分類001
1.1.2主要儲能技術002
1.2電化學儲能的發展歷程及現狀008
1.2.1電化學儲能電池的發展歷程008
1.2.2電化學儲能的技術發展現狀011
1.3電化學儲能的發展意義及未來013
參考文獻014
2電化學儲能電池的主要類型與評價要素016
2.1電化學儲能電池的組成及基本原理016
2.1.1水系電池016
2.1.2有機電解液堿金屬離子電池021
2.1.3液流電池023
2.1.4其他電化學儲能電池026
2.2電化學性能評價要素030
2.2.1標準電極電勢與電勢差030
2.2.2電池電壓031
2.2.3電池的容量與能量032
2.2.4充放電效率033
2.2.5自放電率034
2.2.6電池內阻035
2.3電化學測試技術035
2.3.1電池電壓及荷電狀態測試035
2.3.2充放電循環測試036
2.3.3循環伏安測試038
2.3.4電化學阻抗測試039
參考文獻040
3電化學儲能電池的關鍵材料041
3.1鉛酸電池的關鍵材料041
3.1.1二氧化鉛正極材料041
3.1.2鉛金屬負極材料042
3.1.3鉛炭負極材料043
3.2鎳氫電池的關鍵材料043
3.2.1儲氫合金負極材料044
3.2.2氫氧化鎳正極材料046
3.3液流電池的關鍵材料047
3.3.1全釩液流電池047
3.3.2鐵鉻液流電池049
3.3.3鋅溴液流電池049
3.4鋰離子電池的關鍵材料050
3.4.1鈷酸鋰正極材料052
3.4.2磷酸鐵鋰正極材料054
3.4.3富鎳三元氧化物正極材料058
3.4.4石墨類負極材料061
3.4.5硅碳負極材料065
3.4.6固態電解質068
3.4.7隔膜材料072
3.5鈉離子電池的關鍵材料073
3.5.1層狀氧化物類正極材料075
3.5.2普魯士藍類正極材料077
3.5.3聚陰離子類正極材料078
3.5.4硬炭負極材料079
參考文獻081
4電化學儲能電池的設計準則082
4.1電池的主要性能指標082
4.1.1容量與荷電狀態082
4.1.2電壓083
4.1.3能量與能量效率083
4.1.4功率084
4.1.5壽命084
4.1.6內阻084
4.1.7其他電池性能指標085
4.1.8儲能電池體系的電池性能指標對比086
4.2電池性能評測技術086
4.2.1鋰離子電池性能評測086
4.2.2全釩液流電池性能評測095
4.3電池儲能系統098
4.3.1電池儲能系統的基本特點099
4.3.2電池儲能系統的關鍵設備099
參考文獻111
5電化學儲能系統的應用場景與設計112
5.1電源側儲能112
5.1.1新能源配儲并網場景與應用實例112
5.1.2火電-儲能聯合調頻場景與應用實例115
5.2電網側儲能117
5.2.1電網側儲能的基本原理和優勢117
5.2.2電網側儲能電池的選型原則118
5.2.3電網側儲能應用實例——儲能電站118
5.3用戶側儲能119
5.3.1用戶側儲能的應用場景與工作方式119
5.3.2工商業儲能系統應用場景121
5.3.3家用儲能產品應用場景122
5.3.4用戶側儲能應用實例——新能源汽車123
5.4分布式微電網儲能128
5.4.1分布式微電網的概念和基本結構129
5.4.2儲能裝置對改善電能質量的作用130
5.4.3儲能裝置在微電網經濟優化運行中的作用131
參考文獻132
6電化學儲能系統的安全性與回收再生133
6.1電化學儲能系統的安全與防護133
6.1.1電化學儲能系統的安全問題133
6.1.2我國電化學儲能系統的相關安全規范134
6.1.3鋰離子電池的熱失控與防護135
6.2電化學儲能電池生產過程的環保問題141
6.2.1鉛酸蓄電池生產工廠的環保問題141
6.2.2鋰離子電池生產工廠的環保問題142
6.2.3生產工廠的建設排污及場地使用標準143
6.3電化學儲能電池的回收與再生143
6.3.1儲能電池的回收143
6.3.2儲能電池的梯次利用149
6.3.3儲能電池材料的再生與修復149
參考文獻151
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電化學儲能電源設計與應用(胡仁宗) 作者簡介
胡仁宗，華南理工大學教授，博士生導師，國家自然科學基金優秀青年科學基金獲得者，“廣東特支計劃”科技創新青年拔尖人才，廣東省先進儲能材料工程技術研究中心主任，廣東華菁新能源科技股份有限公司首席科學家。分別于大連理工大學和華南理工大學獲得本科及博士學位，2014年以訪問學者在佐治亞理工學院進行學術交流。主要從事寬溫域高性能鋰離子電池材料的基礎理論與應用研究。迄今在AdvMater、ActaMater、EnergyEnvironSci、AdvFunctMater等知名學術期刊上發表論文170篇。2013年獲得廣東省優 秀博士學位論文獎、廣東省科學技術獎一等獎，2019年獲中國熱處理學會周志宏青年科技成就獎，2021年獲廣東專利金獎,2022年獲廣東省自然科學一等獎。主持國家自然科學基金、國家重點研發計劃項目課題、廣東省卓 越青年團隊項目、企業委托開發項目等20余項。 具有豐富的教學經驗，擔任本科生課程《機械工程材料》（國家精品課程）主教與課程負責人；擔任主講教師，參與國家 級一 流本科課程建設1門。課程名稱：《材料與社會》，課程類別：（線上線下混合式一 流課程）。 擔任中國機械工程學會熱處理分會第八屆青年工作委員會副秘書長；中國金屬學會材料科學分會第七屆理事會副秘書長。擔任《儲能科學與技術》《金屬學報》《熱處理學報》《Energy&EnvironmentalMaterials》《SusMat》等學術期刊的編委/青年編委。
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