动力电池是电动汽车行业的核心技术，在最近十年中发展十分迅速，吸引了很多人前来学习、了解，以及在此就业。与此同时，很多人群也希望更好地了解该领域，如在校学生、动力电池行业新入职者、需要研究该行业发展的金融业从业者，以及转行进入该行业的朋友们等。对于任何一个行业来说，都需要一些教材为入门者提供全面的科普，但是动力电池行业具有技术发展速度快、涉及知识面广的特点，这也给科普这一任务提出了难题。目前市面上存在着很多关于锂离子电池、动力电池及电动汽车行业的科普书籍，但是总体来说很少有书籍基于工程而非科研视角，为广大入门者提供整个行业知识的入门指南，帮他们整体构建一个完整的动力电池知识体系，形成对行业的整体认识，而不只是专门聚焦于一个或几个研究方向进行特别学术性的深入介绍。本书意图填补如上所述的动力电池知识科普领域的空白，将主要分为以下几部分来介绍动力电池行业，力图为入门者建立一个基础的动力电池知识框架。本书先从电芯的电化学工作机理和材料开始介绍电池技术的基础（第2章），然后介绍软包、方形、圆柱三种典型的电芯封装方式及结构设计上的优劣（第3章），接下来说明如何把电芯集成到电池系统，以及目前主流的提高电池系统集成度的方案（第4章），在第5章会介绍动力电池技术涉及的基本物理量，并说明在不同的应用场景中对这些性能参数的期待是什么，接下来在第6章中会列举几项动力电池技术目前面对的代表性的技术挑战，实际上这也为未来技术发展指明了方向，在第7章中会介绍典型的具有一定竞争力的新型电池技术，并比较它们与目前常用的锂离子电池具有什么样的优势和不足，最后（第8章）则会重点聚焦于职场发展，针对不同情况的人群给出一些职业发展方面的建议。笔者希望基于本书提供的知识体系，可以给各位读者尤其是对动力电池工业界还不太了解的朋友们建立一个认识框架，以帮助各位在未来的学习和工作中更快地上手，在职场中更好地发展。

第1章  动力电池：新能源汽车的心脏 / 1

1.1 绿色能源转型大背景下的新能源汽车发展浪潮 / 1

1.2 动力电池：“贵”“重”“高”“驱”，电动汽车的核心部件 / 5

1.3 典型的动力电池系统/电池包的结构与组成 / 7

1.4 能量存储单元：从模组到电芯单体 / 10

第2章  材料与电化学：电池的基础是化学与材料 / 12

2.1 一次电池与二次电池：一个不能充电，另一个能 / 13

2.2 电池与电芯的概念：系统VS单体，不可混淆 / 14

2.3 电芯的主要组成材料：这个“黑盒子”学问可大了 / 15

2.4 充放电机理：后面所有性能分析的机理基础 / 21

2.5 正极材料：成本与性能占据的大头 / 23

2.6 负极材料：未来提高电芯能量密度的关键方向 / 42

2.7 正极+负极+其他材料的支持=单体电芯 / 46

2.8 总结 / 48

第3章  电芯结构设计与生产工艺：把材料如何做成电池，学问特别大 / 50

3.1 圆柱VS方形VS软包：三种封装方式，三足鼎立 / 50

3.2 电芯单体生产前段：极片制备 / 57

3.3 电芯单体生产中段：电芯组装 / 60

3.4 电芯单体生产后段：化成出货 / 70

3.5 关于电芯生产的一些思考和总结 / 71

第4章  电池系统设计与集成：从电芯集成到电池系统，进一步向应用侧靠拢 / 74

4.1 传统油改电：为什么这么费劲却又常常不得不从这里开始 / 74

4.2 纯电平台车型电池系统：更专业的平台化、模块化设计思路 / 78

4.3 典型方形/软包/圆柱电芯的模组方案：先看看怎么做成模组 / 80

4.4 更高性能要求背景下，电芯与电池结构的发展方向 / 84

4.5 总结 / 97

第5章  性能与应用场景 / 98

5.1 基础物理量 / 98

5.2 实际充放电曲线 / 102

5.3 可用能量 / 105

5.4 串并联 / 108

5.5 六大性能维度 / 109

5.6 四种典型应用领域：48V/HEV、PHEV、EREV、BEV / 115

5.7 总结 / 118

第6章  动力电池技术上的挑战 / 119

6.1 快充：析锂与热管理是重点，安全很重要 / 119

6.2 能量密度：单纯把它提上去倒没那么难，问题是其他指标怎么办 / 129

6.3 膨胀：机械结构件，不关注力学性能怎么用呢 / 132

6.4 热失控与热扩散：这是近年来对电池安全关注的真正重点 / 138

6.5 总结 / 146

第7章  各种先进技术 / 147

7.1 电池的命名规则 / 148

7.2 锂金属电池：并非“最新”技术，却是若干前沿技术方向的重要基础 / 150

7.3 固态电池：定义略玄，期待很高，需要证明自己及做好工业化 / 152

7.4 锂硫电池 / 155

7.5 锂空气电池 / 157

7.6 石墨烯 / 158

7.7 钠离子电池 / 161

7.8 超级电容器 / 163

7.9 其他技术 / 164

第8章  写给新人的一点行业入门分享 / 165

8.1 写给学生：关于专业课程选择、课题组、兼职实习等问题 / 165

8.2 写给教师：工业界需求与学校课程设置间存在脱节，需加强与产业界的交流 / 168

8.3 “菜鸟”初入工业界：感触体会与方向建议 / 170

8.4 “老鸟”想转型进入电池行业：认清自己，寻找机会，适度妥协，坚持学习 / 176

8.5 总结：积跬步以至千里，终身学习受益无穷 / 178

第9章  结语 / 179

致谢 / 182