锂离子电池--应用与实践(第2版)

锂离子电池作为新型能源材料之一正处于蓬勃发展时期。本书主要讲述锂离子电池的原理、研究方法、负极材料(碳基负极材料和非碳基负极材料)、正极材料（氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂、钒的氧化物和其他正极材料）、电解质（液体电解质、固体电解质和凝胶电解质）、锂离子电池材料的最新制备方法及锂离子电池的生产和检测、锂离子电池的充放电行为和锂离子电池的主要应用。全书许多内容反映了国际、国内的最新研究和生产成果，基本概念清楚、思路清晰、内容全面、易于读者理解。 本书对从事锂离子电池研究、开发和生产人员而言具有重要的参考价值和现实指导意义，本书也可以作为高等院校相关专业教师和学生的参考书。

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第1章锂离子电池的发展1 11电池的发展过程及我国的电池发展简史1 12高性能电池的参数2 13锂离子电池的诞生过程2 14与电池有关的一些基本概念4 15锂离子电池的原理、发展及其特点6 16我国发展锂离子电池产业的必要性8 17锂离子电池的结构9 18锂离子电池组的结构9 19本书内容说明10 参考文献10 第2章锂离子电池主要材料的选择要求及其研究方法11 21负极材料的选择要求11 22正极材料的选择要求12 23电解质的选择要求12 ２３１液体电解质12 ２３２全固态电解质13 ２３３凝胶型聚合物电解质13 24锂离子电池材料的一些研究方法14 ２４１X射线衍射法14 ２４２光电子能谱法(XPS)15 ２４３红外和拉曼光谱17 ２４４电镜法20 ２４５比表面积的测量21 ２４６交流阻抗谱仪21 ２４７循环伏安法23 ２４８电化学石英晶体微量天平24 ２４９热分析法27 ２４１０核磁共振法29 ２４１１质谱法31 ２４１２激光粒径分布法31 参考文献32 第3章碳基负极材料33 31炭材料科学的发展简史33 32炭材料的一些性能35 ３２１炭材料的结构35 ３２２石墨晶体的拉曼光谱36 ３２３炭材料的种类37 ３２４炭化过程和石墨化过程38 ３２５炭材料的表面结构40 33石墨化炭负极材料42 ３３１锂在石墨中的插入行为42 ３３２初期的石墨化负极材料44 ３３３石墨化中间相炭微珠44 ３３４石墨的电化学行为46 ３３５石墨化碳纤维49 ３３６其他石墨化炭材料50 ３３７石墨化炭材料的一些通性50 34无定形炭材料51 ３４１小分子裂解炭51 ３４２聚合物裂解炭(polymeric carbon)51 ３４３低温处理其他炭前驱体53 ３４４无定形炭材料的一些通性54 ３４５锂在无定形炭材料中的储存机理55 35炭材料的改性57 ３５１引入非金属元素57 ３５２引入金属元素58 ３５３表面处理59 ３５４采用机械化学法63 ３５５其他方法63 36其他炭负极材料63 ３６１富勒烯63 ３６２碳纳米管65 37碳基复合负极材料67 ３７１碳与Co、Sn的复合物67 ３７２碳与硅的复合物68 38炭负极材料与电解质之间的界面69 39国内部分工业产品介绍71 参考文献71 第4章非碳基负极材料74 41氮化物74 42硅及硅化物75 43锡基氧化物和锡化物77 ４３１氧化物的研究77 ４３２复合氧化物78 ４３３锡盐80 ４３４其他锡化物81 44新型合金81 ４４１锡基合金82 ４４２硅基合金84 ４４３锑基合金85 ４４４其他合金87 45钛的氧化物89 ４５１Li4Ti5O12负极材料89 ４５２二氧化钛负极材料93 46纳米氧化物负极材料96 47其他负极材料97 48部分负极材料产品99 参考文献100 第5章氧化钴锂正极材料103 51氧化钴锂的物理性能103 52氧化钴锂的制备方法104 53氧化钴锂的热稳定性105 54固相法制备氧化钴锂的电化学性能105 55喷雾干燥法制备氧化钴锂的电化学性能106 56溶胶凝胶法制备氧化钴锂的电化学性能106 57氧化钴锂的改性106 ５７１氧化钴锂的掺杂107 ５７２氧化钴锂的包覆108 58其他方法制备的LiCoO2109 59氧化钴锂的回收制备111 510尖晶石型氧化钴锂111 511部分氧化钴锂工业产品的性能112 参考文献112 第6章氧化镍锂正极材料114 61氧化镍锂的物理化学性能114 62氧化镍锂的固相反应制备115 63固相法制备的氧化镍锂的电化学性能116 64氧化镍锂的改性117 ６４１溶胶凝胶法制备的氧化镍锂117 ６４２单一元素的掺杂118 ６４３多种元素的掺杂123 ６４４氧化镍锂的包覆125 65其他方法制备的LiNiO2126 66部分氧化镍锂工业产品的性能127 参考文献128 第7章氧化锰锂正极材料129 71隧道结构的氧化物129 72层状结构的氧化锰锂131 ７２１正交LiMnO2131 ７２２层状Li2MnO3133 ７２３其他层状氧化锰锂化合物135 73Ni、Co、Mn组成的三元正极材料136 ７３１LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的结构136 ７３２LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学反应特征136 ７３３合成方法对电化学性能的影响137 ７３４LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的掺杂改性138 ７３５LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的同系物138 74尖晶石结构氧化锰锂139 ７４１尖晶石LiMn2O4的结构和电化学性能139 ７４２尖晶石LiMn2O4的常规制备141 ７４３尖晶石LiMn2O4的容量衰减原因141 ７４４尖晶石LiMn2O4的改性142 ７４５尖晶石LiMn2O4的机械化学法制备150 ７４６尖晶石LiMn2O4的其他制备方法150 75尖晶石Li4Mn5O12152 76其他氧化锰锂正极材料152 77部分氧化锰锂工业产品的性能153 ７７１LiMn2O4工业产品153 ７７２三元正极材料工业产品153 参考文献154 第8章磷酸亚铁锂正极材料156 81LiFePO4的结构157 82LiFePO4的电化学性能158 83LiFePO4的制备158 ８３１固相法158 ８３２碳热还原法159 ８３３溶胶凝胶法159 ８３４模板法159 ８３５其他制备方法160 84LiFePO4的改性160 ８４１LiFePO4的碳包覆160 ８４２LiFePO4的掺杂161 ８４３LiFePO4的纳米化165 ８４４LiFePO4的其他表面改性168 85部分工业化产品的性能168 参考文献170 第9章钒的氧化物及其他正极材料172 91钒的氧化物172 ９１１αV2O5及其锂化衍生物172 ９１２五氧化二钒的锂化产物及其电化学性能178 ９１３Li1+xV3O8178 ９１４其他钒的氧化物182 925V正极材料184 ９２１尖晶石结构LiMn2－xMxO4(M＝Cr、Co、Ni和Cu)184 ９２２反尖晶石V【LiM】O4（M=Ni和Co）186 93多原子阴离子正极材料187 ９３１层状结构的VOPO4187 ９３２NASICON结构188 ９３３硅酸盐正极材料188 ９３４钛酸盐正极材料191 ９３５硫酸盐正极材料192 ９３６硼酸盐正极材料193 ９３７其他多原子阴离子正极材料194 94其他正极材料195 ９４１铁的化合物195 ９４２钼的氧化物197 参考文献198 第10章非水液体电解质200 101一些有机溶剂的物理性能和影响电导率的因素200 102部分有机溶剂的制备和纯化203 103电解质锂盐204 １０３１六氟磷酸锂(LiPF6) 205 １０３２双草酸硼酸锂(LiBOB)206 １０３３草酸二氟硼酸锂(LiDFBO)207 １０３４其他有机电解质锂盐208 104电解液的离子导电性能212 105影响电池性能的几个因素214 １０５１电化学窗口214 １０５２与电极的反应215 106部分电解液体系对电极材料性能的影响216 １０６１丙烯碳酸酯电解液体系217 １０６２乙烯碳酸酯电解液体系219 １０６３其他溶剂221 107有机电解液体系的其他研究221 １０７１防止过充电222 １０７２阻燃性电解液222 １０７３改善SEI膜224 １０７４减少酸含量225 １０７５增加电导率225 １０７６改善低温性能226 108离子液体226 １０８１离子液体的种类227 １０８２离子液体的制备228 １０８３离子液体的性质229 １０８４离子液体的电化学行为235 109部分电解液工业产品的性能238 参考文献239 第11章固体电解质2411 11无机固体电解质241 112无机电解质的导电理论242 113晶体电解质243 114玻璃态电解质244 １１４１氧化物玻璃态电解质244 １１４２硫化物玻璃态电解质247 １１４３玻璃体电解质的压实251 115聚合物电解质的发展及分类252 116聚合物电解质的相结构253 117聚合物电解质的离子导电模型254 118聚环氧乙烯255 １１８１与其他聚合物共混258 １１８２形成共聚物259 １１８３生成交联聚合物262 １１８４形成枝状聚合物263 １１８５改变掺杂盐264 １１８６加入无机填料265 １１８７增加主链的柔性268 119聚丙烯腈(PAN)系聚合物电解质270 1110聚甲基丙烯酸酯(PMMA)270 1111单离子聚合物电解质271 1112其他聚合物电解质273 １１１２１聚合物电解质之间的复合273 １１１２２有机无机复合电解质274 1113聚合物电解质其他方面的研究275 １１１３１聚合物电解质与电极界面的研究275 １１１３２新型聚合物体系的理论研究和探索276 参考文献276 第12章凝胶聚合物电解质279 121凝胶聚合物电解质的研究及其分类279 122PEO基凝胶电解质280 １２２１非交联PEO凝胶电解质280 １２２２交联PEO凝胶电解质282 １２２３加入填料的凝胶聚合物电解质284 123PAN基凝胶电解质285 １２３１PAN基凝胶电解质的作用机理和影响因素285 １２３２聚丙烯腈共聚物的凝胶聚合物电解质287 １２３３PAN交联凝胶电质288 124PMMA基凝胶电解质289 １２４１PMMA基凝胶电解质的电化学性能289 １２４２PMMA基凝胶电解质的改性290 125含氟凝胶聚合物电解质294 １２５１含氟聚合物的物理性能294 １２５２含氟体系凝胶聚合物的制备及其电化学性能298 １２５３含氟聚合物凝胶电解质的改性299 126其他类型的凝胶聚合物电解质301 127聚烯烃材料的改性302 １２７１表面涂覆聚合物302 １２７２表面接枝303 １２７３注入凝胶电解质303 参考文献304 第13章锂离子电池的生产和检测305 131锂离子电池的构成305 １３１１安全阀305 １３１２正温度系数端子306 １３１３隔膜306 132锂离子电池的生产流程307 １３２１液体电解质锂离子电池的生产308 １３２２聚合物锂离子电池的生产312 １３２３微型锂离子电池的生产313 １３２４大型锂离子电池的生产317 133锂离子电池的化成和分容、出厂检验和实验室锂离子电池的检测318 １３３１锂离子电池的化成和分容319 １３３２锂离子电池的出厂检验320 １３３３锂离子电池性能的检测320 参考文献322 第14章锂离子电池的充放电行为323 141锂离子电池的充放电方式324 142液体电解质锂离子电池的充放电行为325 143聚合物锂离子电池的充放电行为328 144全固态锂离子电池的充放电行为330 145大容量锂离子电池的充放电行为330 146微型锂离子电池332 147锂离子电池的使用333 参考文献333 第15章锂离子电池的应用335 151锂离子电池在电子产品方面的应用335 152锂离子电池在交通工具方面的应用336 １５２１现代汽车336 １５２２电动车337 153锂离子电池在航空航天领域的应用343 154锂离子电池在军事方面的应用344 155微型机电系统和其他微型器件345 156锂离子电池在储能方面的应用346 １５６１太阳能和风能的储存346 １５６２智能电网的建设347 １５６３峰谷电的调节348 157锂离子电池在其他方面的应用349 参考文献350 第16章与锂离子电池有关的主要资源情况及其分布351 161石墨资源351 １６１１石墨的一些物理化学性能及其工业用途351 １６１２石墨资源的种类351 １６１３石墨矿床的类型352 １６１４石墨矿床的主要工业指标352 １６１５石墨矿石的物质组成和主要特征352 １６１６石墨矿资源的分布353 １６１７石墨产品的质量标准354 １６１８石墨资源的提纯355 １６１９石墨矿的综合利用工艺355 １６１１０其他石墨产品356 162锂资源356 １６２１锂的发现及用途356 １６２２锂矿资源的种类及其分布357 １６２３锂资源的提纯358 163钴资源359 １６３１钴的发现和用途359 １６３２钴资源的种类和分布360 １６３３钴资源的提纯361 164镍资源363 １６４1镍的发现和用途363 １６４２镍资源的种类和分布364 １６４３镍资源的提纯365 165锰资源366 １６５１锰的发现及其用途366 １６５２锰矿资源的种类及分布367 １６５３锰资源的提纯369 166铁矿资源的种类及分布370 １６６１铁矿资源的发现及用途370 １６６２铁矿资源的种类370 １６６３铁矿资源的分布371 １６６４铁资源的提纯372 参考文献372 第17章其他类型锂二次电池373 171锂//硫电池373 １７１１硫正极的改性374 １７１２锂负极的改性378 172水锂电380 １７２１水锂电正极材料381 １７２２水锂电负极材料383 １７２３水锂电的性能384 １７２４水锂电发展展望385 173锂//聚合物自由基电池385 174有机电解液型锂//空气电池388 175混合型锂//空气电池391 １７５１混合型锂//空气电池电解质391 １７５２混合型锂//空气电池正极材料393 参考文献395