固態電化學(2020年化學工業出版社出版的圖書)

《固態電化學》是2020年1月1日化學工業出版社出版的圖書，作者是楊勇。

基本介紹

• 中文名：固態電化學
• 作者：楊勇
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2020年1月1日
• 頁數：448 頁 
• 定價：168 元 
• 開本：16 開
• 裝幀：簡裝
• ISBN：9787122276032 

內容簡介

固態電化學學科是一門新興的交叉學科，它主要關注固體中電化學反應過程及其相關材料構效關係。本書主要介紹固態電化學所涉及的物理、化學與材料相關的基礎理論知識，實驗研究方法，體系套用及其今後發展趨勢。全書共分為12章，內容包括固態電極/電解質材料合成方法（包括相關的實驗方法和技術）、固態材料結構分析、固態材料中的缺陷化學、固態電子結構與電子電導、固態離子輸運過程及其...

圖書目錄

第1章緒論

參考文獻6

第2章固態電極/電解質材料製備方法與技術

2.1氣相製備法8

2.1.1化學氣相沉積法8

2.1.2磁控濺射法12

2.1.3原子層沉積法14

2.2液相製備法16

2.2.1溶膠凝膠法16

2.2.2水熱/溶劑熱合成法20

2.2.3共沉澱法23

2.2.4熔鹽生長法25

2.3固相製備法26

2.3.1粉末固相法26

2.3.2燃燒法27

2.3.3機械合金法28

2.4球形顆粒製備方法29

2.4.1絡合沉澱生長法30

2.4.2噴霧乾燥造粒法31

2.5相關實驗技術33

2.5.1高溫技術33

2.5.2氣氛控制34

2.5.3分離與純化技術35

參考文獻36

第3章固態材料結構基礎

3.1晶體的對稱38

3.1.1對稱要素39

3.1.2對稱要素組合定理和點群、空間群42

3.1.3晶體定向和符號46

3.1.4空間格子48

3.2晶體化學51

3.2.1化學鍵51

3.2.2緊密堆積原理53

3.2.3鮑林法則54

3.2.4常見結構現象55

3.2.5晶體場理論57

3.3晶體結構60

3.3.1典型晶體結構60

3.3.2常見鋰電池材料相關晶體結構78

3.4X射線衍射技術86

3.4.1連續X射線和特徵X射線86

3.4.2X射線衍射波長的選擇92

3.4.3倒易格子和反射球96

3.4.4影響X射線衍射強度的各種因素98

3.5結構表征101

3.5.1X射線物相分析101

3.5.2粉末衍射圖譜的指標化102

3.5.3空間群的確定106

3.5.4粉末X射線衍射法晶體結構的測定110

3.5.5CIF數據檔案113

參考文獻116

第4章缺陷化學基礎及其套用

4.1引言118

4.1.1缺陷形成能118

4.1.2缺陷的分類119

4.2點缺陷的分類和表示方法120

4.2.1本徵缺陷120

4.2.2非本徵缺陷（雜質缺陷）121

4.2.3非化學計量缺陷122

4.2.4缺陷締合與缺陷簇122

4.3點缺陷的表示方法123

4.3.1克羅格-明克符號123

4.3.2缺陷反應式的書寫原則124

4.4固溶體及補償機制125

4.4.1離子補償機制126

4.4.2電子補償機制128

4.5缺陷濃度的影響因素（分壓、摻雜等）130

4.5.1缺陷的形成與平衡130

4.5.2本徵缺陷的缺陷反應與平衡130

4.5.3摻雜對缺陷濃度的影響131

4.5.4分壓對缺陷濃度的影響132

4.6缺陷表征方法133

4.6.1X射線粉末衍射（XRD）134

4.6.2密度測量135

4.6.3熱分析技術（DTA/DSC）136

4.6.4電子自旋共振136

4.6.5電子顯微技術137

4.7電化學相關材料中缺陷結構的分析實例138

4.7.1LiFePO4正極材料的缺陷化學138

4.7.2FePO4的缺陷化學139

參考文獻140

第5章固態電子結構和電子電導基礎

5.1能帶的概念141

5.2金屬、半導體、絕緣體、半金屬、half-metal144

5.3材料中原子的相互作用力、雜化軌道145

5.4電子有效質量、電子狀態密度149

5.5費米能級、費米分布函式151

5.6Jahn-Teller效應152

5.7電極材料中電子電導的經典理論153

5.8玻爾茲曼方程和金屬電導155

5.9納米材料的特性、非晶體、玻璃碳156

5.10表面電子態和界面態158

5.11鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性159

5.12典型鋰離子電池正極材料的電子結構160

5.12.1LiCoO2(R3-m)材料161

5.12.2LiMn2O4(Fd3-m)材料163

5.12.3LiFePO4(Pnma)材料165

5.12.4Li2FeSiO4(空間群P21/n)材料167

5.13典型鋰離子電池正極材料的電導169

參考文獻171

第6章固態離子輸運過程及其特性

6.1擴散的概念——布朗運動與擴散173

6.2描述擴散的理論模型Fick定律174

6.3固體中原子/離子擴散過程的基本分析176

6.4固體中離子擴散的機制178

6.5擴散的類型及特點180

6.6複雜體系及界面體系的離子擴散特徵182

6.7電子電導與離子電導的特性與區分185

6.8固體中原子/離子擴散的相關因子186

6.9離子擴散過程的影響因素(溫度及壓力的影響)188

6.10外場作用下離子的擴散過程189

6.11固態離子擴散特性及其套用193

6.12離子擴散係數的測定與研究方法194

6.12.1示蹤原子法195

6.12.2同位素標記——二次離子質譜法196

6.12.3核磁共振技術196

6.12.4直流法測定電導率及離子擴散係數200

6.12.5交流阻抗方法202

6.13固態材料中離子電化學擴散係數的測定204

參考文獻206

第7章無機固體電解質材料及其套用

7.1無機固體Li+導體208

7.1.1LISICON型固體電解質209

7.1.2NASICION型固體電解質209

7.1.3鈣鈦礦型固體電解質211

7.1.4石榴石型固體電解質213

7.1.5硫化物固體電解質218

7.1.6其它類型的固體電解質221

7.2鈉離子導體材料222

7.2.1β-氧化鋁222

7.2.2NASICON材料224

7.2.3套用225

7.3無機質子導體材料229

7.3.1固體無機酸型質子導體230

7.3.2鈣鈦礦型氧化物質子導體231

7.3.3其它材料233

7.3.4套用235

參考文獻237

第8章聚合物電解質

8.1引言244

8.2聚合物電解質的分類及其特點244

8.3聚合物電解質的結構及離子輸運機理247

8.3.1PEO基聚合物電解質的結構247

8.3.2聚合物電解質中離子的輸運機理249

8.4全固態聚合物電解質252

8.4.1PEO體系252

8.4.2離子橡膠254

8.4.3其它基於E-O氧化乙烯單元的聚合物電解質254

8.5膠體電解質體系256

8.5.1增塑型聚合物電解質256

8.5.2膠體聚合物電解質257

8.6聚合物電解質的套用260

8.6.1在鋰離子電池上的套用260

8.6.2在鋰空氣電池上的套用260

8.6.3在電致變色器件中的套用261

8.6.4在超級電容器中的套用262

8.6.5在其它領域中的套用262

參考文獻262

第9章嵌脫反應與鋰離子電池

9.1引言266

9.2嵌入脫出反應熱力學267

9.2.1吉布斯相律267

9.2.2鋰離子的嵌入脫出熱力學267

9.2.3點陣氣體模型269

9.2.4影響嵌入脫出反應的因素271

9.3嵌入脫出反應動力學275

9.3.1離子在材料中的遷移表征276

9.3.2材料中的離子自擴散277

9.3.3離子濃度對擴散的影響277

9.3.4化學擴散係數的電化學測定方法280

9.4實用電極材料的嵌脫過程284

9.4.1石墨類電極材料284

9.4.2LiCoO2電極材料287

9.4.3三元電極材料290

9.4.4LiMn2O4電極材料294

9.4.5LiFePO4電極材料296

9.4.6Li4Ti5O12電極材料299

參考文獻302

第10章氧離子導體及其套用

10.1引言308

10.2氧離子導體結構及傳輸特性308

10.2.1螢石結構材料309