电池材料——合成、表征与应用

电池的性能，尤其是能量密度取决于电池电极和所用的电解质。本书详细介绍了电池材料的设计、制造与表征，通过大量数据分析，结合实例讲解，介绍电池材料常用结构与性能的关系，进而对相关电池系统的设计和确定提供指导。

二次电池作为重要的能源存储器件，在如今社会生活中发挥着不可替代的作用，而决定电池性能的就是电池材料，尤其是电极材料。本书从电池材料的制备、表征和性能调控三方面介绍电池材料的设计、制造与应用，重点叙述了锂离子电池和水系二次电池所用材料的成分、结构、制备与表征等内容。本书适宜从事电池开发的技术人员和相关专业师生使用，也可供汽车、机械、材料等相关专业的技术人员参考。

第1章绪论1
1.1电池概述1
1.1.1锌锰电池2
1.1.2铅酸电池4
1.1.3镍氢电池4
1.1.4锂离子电池5
1.1.5水系二次电池7
1.1.6其他电池7
1.2电池及电池材料研究现状及发展趋势8
第2章电池材料制备方法10
2.1固相法10
2.1.1高温固相合成法12
2.1.2自蔓延高温合成法14
2.1.3高能球磨法17
2.2液相法19
2.2.1沉淀法20
2.2.2水热法22
2.2.3溶剂热法29
2.2.4溶胶凝胶法32
2.2.5微乳液法37
2.2.6微波合成法40
2.2.7模板法43
2.2.8喷雾法48
2.2.9静电纺丝法52
2.3气相法58
2.3.1物理气相沉积法59
2.3.2化学气相沉积法61
参考文献67
第3章电池性能测试与材料表征技术71
3.1电化学性能测试71
3.1.1充放电性能测试72
3.1.2电化学阻抗谱76
3.1.3伏安测试77
3.2显微分析80
3.2.1光学显微镜80
3.2.2扫描电子显微镜83
3.2.3双束显微镜87
3.2.4透射电子显微镜88
3.2.5原子力显微镜113
3.3X射线表征分析118
3.3.1X射线衍射119
3.3.2X射线光电子能谱122
3.3.3近边结构X射线吸收光谱128
3.3.4X射线成像130
3.4波谱分析134
3.4.1拉曼光谱分析134
3.4.2核磁共振分析142
3.5总结与展望146
参考文献148
第4章锂离子电池材料154
4.1锂离子电池概述154
4.1.1锂离子电池工作原理155
4.1.2锂离子电池组成156
4.1.3锂离子电池的优缺点158
4.1.4锂离子电池对电极材料的要求159
4.2正极材料161
4.2.1层状结构正极材料161
4.2.2尖晶石结构正极材料171
4.2.3聚阴离子型正极材料174
4.2.4其他类型正极材料185
4.3负极材料191
4.3.1嵌入型负极材料191
4.3.2合金型负极材料197
4.3.3转化型负极材料209
4.3.4锂金属负极215
4.4电解质材料218
4.4.1有机液体电解质218
4.4.2聚合物电解质230
4.4.3凝胶电解质233
4.4.4无机固态电解质237
4.5隔膜材料241
4.5.1锂离子电池隔膜材料的种类242
4.5.2锂离子电池隔膜存在的问题246
4.5.3锂离子电池隔膜的改性技术248
4.5.4锂离子电池隔膜发展趋势254
参考文献255
第5章水系二次电池材料272
5.1水系二次电池发展现状272
5.2水系锂离子电池材料275
5.2.1水系锂离子电池正极材料275
5.2.2水系锂离子电池负极材料277
5.3水系钠离子电池材料280
5.3.1水系钠离子电池正极材料281
5.3.2水系钠离子电池负极材料284
5.4混合水系电池正极材料287
5.5水系锌离子电池正极材料288
5.5.1水系锌离子电池锰基正极材料290
5.5.2水系锌离子电池钒基正极材料309
5.6锌基水系电池负极材料研究进展333
5.6.1锌负极面临的挑战333
5.6.2锌负极优化策略336
参考文献348