第4章 电动车辆能量转换纳米能源系统与模型

电动车辆锂离子电池电极由于具有较好的储能特性，使之成为可再生新能源汽车极具前景的纳米能源储能系统。然而，电极系统在充放电过程中，会发生变形与衰退等，引起电池及活性材料的失效，严重影响锂离子电池循环性能和使用寿命，这是锂离子电池在电动车辆领域更广泛应用所面临的严峻挑战。本章介绍了不同电极结构的纳米能源系统模型及其在充放电过程中的失效表征机制，并评述充放电过程中的纳米能源电极系统循环性能演化与实验理论等新进展，分析Si/C电极失效研究成果的新亮点。针对锂离子电池电极利用率低、循环性能差和能量容量低等问题，探讨锂电池能源系统失效与优化设计技术的研究亮点、难题和未来方向，为进一步推动锂电池技术研发与储能产业发展提供技术支持。根据锂电池充放电过程中纳米能源电极结构的失效表征，深刻揭示其在充放电循环过程中的能源系统模型、纳米尺度缺陷演化规律与电池循环性能衰退等方面的机制。针对锂离子电池电极的应用现状与新技术的发展，重点评价硅/碳/锂耦合纳米能源电极系统与结构等在锂离子电池动力系统中的运行机制、失效过程与工程应用，并展望硅/碳/锂纳米能源电极系统与结构在锂离子电池电动车辆中的应用前景和发展方向。