第4章 電動車輛能量轉換納米能源系統與模型

電動車輛鋰離子電池電極由于具有較好的儲能特性，使之成為可再生新能源汽車極具前景的納米能源儲能系統。然而，電極系統在充放電過程中，會發生變形與衰退等，引起電池及活性材料的失效，嚴重影響鋰離子電池循環性能和使用壽命，這是鋰離子電池在電動車輛領域更廣泛應用所面臨的嚴峻挑戰。本章介紹了不同電極結構的納米能源系統模型及其在充放電過程中的失效表征機制，并評述充放電過程中的納米能源電極系統循環性能演化與實驗理論等新進展，分析Si/C電極失效研究成果的新亮點。針對鋰離子電池電極利用率低、循環性能差和能量容量低等問題，探討鋰電池能源系統失效與優化設計技術的研究亮點、難題和未來方向，為進一步推動鋰電池技術研發與儲能產業發展提供技術支持。根據鋰電池充放電過程中納米能源電極結構的失效表征，深刻揭示其在充放電循環過程中的能源系統模型、納米尺度缺陷演化規律與電池循環性能衰退等方面的機制。針對鋰離子電池電極的應用現狀與新技術的發展，重點評價硅/碳/鋰耦合納米能源電極系統與結構等在鋰離子電池動力系統中的運行機制、失效過程與工程應用，并展望硅/碳/鋰納米能源電極系統與結構在鋰離子電池電動車輛中的應用前景和發展方向。