第一章：介绍

如今，锂离子（锂离子）电池无处不在，它们为我们的手表、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、便携式电器、GPS设备、手持游戏以及我们今天随身携带的几乎所有东西供电。但它们也开始为我们的社区、我们的家庭和我们的车辆供电，或者在谈论交通应用时，更准确的说法是电池再次为我们的交通提供动力。

今天，随着这些行业继续经历快速增长，许多以前没有接触过锂离子电池的人现在发现自己在商业专业人士、技术人员或工程师的角色中，他们正在进入锂离子电池领域，需要锂离子电池技术的介绍。在这种情况下，这本书就是专门为你设计的！

这本书的目的是介绍各种主题，围绕锂离子电池和电池设计在足够详细的水平，使电池可以理解的“外行人。”如果你是一名工程师，你会很快理解这些概念。然而，如果你像我们中的许多人一样，不是工程师，那么这本书将帮助你理解锂离子电池的世界，并能够明智地谈论它们。本书中的概念侧重于车辆电气化，但也与许多其他应用相关，包括固定式储能，海洋和近海船舶，工业动机，机器人技术以及其他类型的电气应用。从本质上讲，本书旨在揭开现代电池应用的神秘面纱。但在开始之前，我要做一个免责声明，这本书并不是要让你成为一名电池工程师，也不是要取代你的电池工程团队。相反，它是一个可以添加到你的工具箱中的工具。

电池在能量存储产品领域是独一无二的，因为它们都通过化学过程产生能量，然后将能量存储在同一个设备中。其他的储能设备要求能量在一个地方产生，然后存储在另一个地方。例如，在汽车中，能量是通过精炼液态原油产生的，然后转移到加油站，在那里再次储存，直到你购买并再次以液体燃料的形式储存在油箱中，最后在内燃机的燃烧过程中转化为能量（和功）。

在我为《锂离子电池应用手册》（Warner,2014）撰写的一章中，我简要介绍了锂离子电池设计的考虑因素，并讨论了锂离子电池组的电池、机械、热和电子元件。本书将以最初的讨论为基础，深入研究这些系统中的每一个，并深入研究在制定电池组决策时使用的一些公式和计算。此外,我们将介绍一些测试和认证要求，越来越多的行业组织，并讨论一些受益于电能存储技术的各种应用。

随着最近媒体对锂离子电池的曝光，例如波音787梦想飞机电池故障导致新飞机推迟推出，以及对特斯拉和雪佛兰电动汽车电池故障的深入调查和几次电池故障(Klayman,2013；罗伊,2011;Santos,2013)，专注于锂离子电池设计作为一个系统已经变得更加重要。我现在已经采取了一段时间的观点是，不是电池使系统安全，事实上恰恰相反，是系统使电池安全。我的意思是，你可以把世界上质量最高、性能最好的锂离子电池放在一个设计糟糕的电池组里，它就会失效，它可能会受到寿命缩短、低功耗的影响，最终出现安全问题。相反，你可以选择一个设计或制造相对较差的电池，并通过良好的储能系统设计使其相对安全地运行。锂离子储能系统的设计需要采用系统级的方法——没有神奇的化学物质可以使电池组安全。