باتری‌های لیتیوم-یون قابل شارژ ۲۰۲۰
Rechargeable Lithium-Ion Batteries 2020

باتری‌های لیتیوم-یونی، به عنوان یکی از امیدوارکننده‌ترین فناوری‌های باتری ثانویه، برای تامین انرژی و توان بالای مورد نیاز خودروهای هیبریدی الکتریکی (HEV) و خودروهای الکتریکی (EV) به شمار می‌روند. این باتری‌ها از گرافیت معمولی یا تیتانات لیتیوم به عنوان آند و اکسیدهای فلزات واسطه لیتیوم به عنوان کاتد تشکیل شده‌اند. یک نمک لیتیوم حل شده در یک حلال آپروتیک مانند اتیلن کربنات و دی‌اتیلن کربنات به عنوان الکترولیت استفاده می‌شود. عملکرد این باتری قابل شارژ بر اساس اصل درج/بازدرج یا بین‌لایه‌ای شدن/خارج شدن لیتیوم-یون در طی فرآیند شارژ/تخلیه استوار است. ضروری است که هر دو الکترود دارای ساختار لایه‌ای باشند تا بتوانند یون‌های لیتیوم را بپذیرند و آزاد کنند. در فناوری‌های پیشرفته باتری‌های لیتیوم-یونی، آندهایی غیر از آندهای لایه‌ای نیز مورد توجه قرار می‌گیرند. ولتاژ سلولی بالا، ظرفیت و چگالی انرژی زیاد، بازده کولمبی بالا، عمر چرخه طولانی و سهولت در ساخت باتری در هر اندازه و شکل، از ویژگی‌های حیاتی این فناوری باتری هستند. باتری‌های لیتیوم-یونی در حال حاضر به طور گسترده در اکثر لوازم الکترونیکی مصرفی مانند تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ‌ها، PDAها و غیره استفاده می‌شوند و در مراحل اولیه کاربرد در خودروهای HEV و EV هستند که پیامدها و مزایای گسترده‌ای برای جامعه خواهند داشت.

این کتاب شامل ده فصل است که هر کدام بر یک موضوع خاص مرتبط با کاربرد باتری‌های لیتیوم-یونی در خودروهای الکتریکی تمرکز دارند. اصول اساسی، مواد الکترود، الکترولیت‌ها، کاتدهای ولتاژ بالا، بازیافت باتری‌های لیتیوم-یونی مستعمل و کنترلر شارژ باتری مورد بحث قرار گرفته‌اند. این کتاب در میان معدود کتاب‌های متمرکز بر فناوری‌های باتری لیتیوم-یونی برای کاربردهای خودرویی، منحصربه‌فرد است. دانش بنیادی و عملی در مورد باتری لیتیوم-یونی برای کاربردهای خودرویی ارائه می‌دهد. دانشجویان، پژوهشگران، دانشگاهیان و صنایع باتری و خودروسازی این کتاب را مفید خواهند یافت.

Lithium-ion batteries are the most promising among the secondary battery technologies, for providing high energy and high power required for hybrid electric vehicles (HEV) and electric vehicles (EV). Lithium-ion batteries consist of conventional graphite or lithium titanate as anode and lithium transition metal-oxides as cathode. A lithium salt dissolved in an aprotic solvent such as ethylene carbonate and diethylene carbonate is used as electrolyte. This rechargeable battery operates based on the principle of electrochemical lithium insertion/re-insertion or intercalation/de-intercalation during charging/discharging of the battery. It is essential that both electrodes have layered structure which should accept and release the lithium-ion. In advanced lithium-ion battery technologies, other than layered anodes are also considered. High cell voltage, high capacity as well as energy density, high Columbic efficiency, long cycle life, and convenient to fabricate any size or shape of the battery, are the vital features of this battery technology. Lithium-ion batteries are already being used widely in most of the consumer electronics such as mobile phones, laptops, PDAs etc. and are in early stages of application in HEV and EV, which will have far and wide implications and benefits to society. The book contains ten chapters, each focusing on a specific topic pertaining to the application of lithium-ion batteries in Electric Vehicles. Basic principles, electrode materials, electrolytes, high voltage cathodes, recycling spent Li-ion batteries and battery charge controller are addressed. This book is unique among the countable books focusing on the lithium-ion battery technologies for vehicular applications. It provides fundamentals and practical knowledge on the lithium-ion battery for vehicular application. Students, scholars, academicians, and battery and automobile industries will find this volume useful.