《鋰離子電池三元材料：工藝技術及生產套用》是2015年5月化學工業出版社出版的圖書，作者是王偉東、仇衛華、丁倩倩。
基本介紹
- 中文名：鋰離子電池三元材料：工藝技術及生產套用
- 作者：王偉東、仇衛華、丁倩倩
- 出版時間：2015年5月
- 出版社：化學工業出版社
- 頁數：410 頁
- ISBN：9787122230911
- 定價：198 元
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《鋰離子電池三元材料：工藝技術及生產套用》是國內第1條自主設計製造的鋰電池三元材料生產線、國內三元材料企業十年來專注於三元材料產業化的成果總結。
《鋰離子電池三元材料：工藝技術及生產套用》將實際經驗與合成理論相結合，總結了三元材料製造各個環節的基本原理和工藝特點，並對三元材料的市場前景進行了詳細分析。具體內容包括三元材料的特點、三元材料合成理論和研發方向；三元材料相關金屬資源；三元材料前驅體製備、成品煅燒和粉體製備；三元材料關鍵技術指標控制最佳化；三元材料檢測方法；三元材料套用技術、套用領域、市場前景和專利分析。
《鋰離子電池三元材料—工藝技術及生產套用》既有豐富具體的實踐內容，又有相適應的理論分析，是從事新能源汽車、鋰離子電池、鋰離子電池正極材料以及正極材料相關原材料和礦產資源投資開發、行業研究人員的重要參考書；更是從事正極材料產品研發、設計、生產、銷售的技術人員、管理人員、教學人員、分析檢測人員、相關研究生和本科生的工具書。
圖書目錄
1 概述
1.1 鋰離子電池工作原理及基本組成 / 001
1.1.1 鋰離子電池工作原理 / 001
1.1.2 鋰離子電池組成 / 002
1.2 相關術語 / 006
1.2.1 電池的電壓 / 006
1.2.2 電池的容量和比容量 / 007
1.2.3 電池的能量和比能量 / 008
1.2.4 電池的功率和比功率 / 009
1.2.5 充放電速率 / 010
1.2.6 放電深度 / 010
1.2.7 庫侖效率 / 010
1.2.8 電池內阻 / 010
1.2.9 電池壽命 / 010
參考文獻 / 011
2 鋰離子電池正極材料簡介
2.1 層狀正極材料 / 014
2.1.1 LiCoO2正極材料 / 014
2.1.2 LiNiO2正極材料 / 020
2.1.3 層狀LiMnO2材料 / 026
2.2 高容量富鋰材料 / 028
2.2.1 富鋰材料的結構特徵 / 029
2.2.2 富鋰材料的電化學性能 / 030
2.2.3 富鋰材料存在問題及其改性 / 031
2.2.4 富鋰材料的研發方向 / 033
2.3 尖晶石錳酸鋰 / 035
2.3.1 4V尖晶石錳酸鋰 / 035
2.3.2 5V尖晶石鎳錳酸鋰 / 039
2.4 聚陰離子正極材料 / 043
2.4.1 LiMPO4（M=Fe，Mn）材料 / 043
2.4.2 Li3V2（PO4）3材料 / 048
2.4.3 LiVPO4F材料 / 050
2.4.4 矽酸鹽類材料 / 051
參考文獻 / 058
3 三元正極材料的性能
3.1 三元正極材料的結構及電化學性能 / 068
3.1.1 三元材料的結構 / 068
3.1.2 三元材料的電化學性能 / 070
3.2 三元材料存在問題及改性 / 076
3.2.1 三元材料存在的問題 / 076
3.2.2 三元材料的改性 / 079
3.3 三元材料研發方向 / 086
3.3.1 高容量三元材料（NCA）的研究 / 087
3.3.2 高功率三元材料的研究 / 090
3.3.3 合成方法的改進 / 091
3.3.4 與三元材料匹配的電解液添加劑的研究 / 093
參考文獻 / 095
4 三元材料的套用領域和市場預測
4.1 全球二次電池產能及消耗 / 099
4.2 鋰離子電池套用領域及市場分析 / 100
4.3 鋰離子電池常見類型 / 101
4.4 三元材料套用和市場預測 / 103
4.4.1 3C數碼 / 103
4.4.2 移動電源 / 105
4.4.3 電動工具 / 106
4.4.4 電動腳踏車 / 108
4.4.5 電動汽車 / 109
4.4.6 通信 / 116
4.4.7 儲能 / 118
4.4.8 電子菸 / 120
4.4.9 可穿戴 / 121
4.5 三元材料的套用實例 / 122
4.5.1 倍率型18650圓柱電池 / 122
4.5.2 能量型18650圓柱電池 / 123
4.5.3 10A·h和20A·h動力軟包電池 / 124
4.5.4 三元材料電池組在電動汽車上的套用 / 125
4.5.5 三元材料電池組在電動大巴上的套用 / 126
參考文獻 / 128
5 三元材料相關金屬資源
5.1 全球鋰離子電池正極材料對金屬資源的消耗 / 129
5.2 金屬價格波動對三元材料成本的影響 / 137
5.3 鋰資源 / 137
5.3.1 世界及中國鋰資源 / 138
5.3.2 碳酸鋰、氫氧化鋰生產商 / 140
5.3.3 鋰的用途及消費 / 143
5.4 鎳資源 / 144
5.4.1 世界及中國鎳資源 / 144
5.4.2 硫酸鎳生產商 / 146
5.4.3 鎳的用途與消費 / 147
5.5 鈷資源 / 148
5.5.1 世界及中國鈷資源 / 149
5.5.2 硫酸鈷生產商 / 150
5.5.3 鈷的用途及消費 / 151
5.6 錳資源 / 153
5.6.1 世界及中國錳資源 / 153
5.6.2 硫酸錳生產商 / 153
5.6.3 錳的用途及消費 / 154
5.7 金屬回收利用 / 154
5.7.1 廢舊電池的預處理分選工藝 / 155
5.7.2 有價金屬的回收利用工藝 / 156
參考文獻 / 159
6 三元材料合成方法
6.1 合成方法概述 / 161
6.1.1 溶膠-凝膠法 / 161
6.1.2 水熱與溶劑熱合成方法 / 163
6.1.3 微波合成 / 165
6.1.4 低熱固相反應 / 167
6.1.5 流變相反應法 / 168
6.1.6 自蔓延燃燒合成 / 169
6.2 共沉澱反應 / 170
6.2.1 基本概念 / 170
6.2.2 工藝參數對M（OH）2（M=Ni，Co，Mn）前驅體的影響 / 173
6.3 高溫固相反應 / 177
6.3.1 高溫的獲得和測量 / 177
6.3.2 高溫固相合成反應機理 / 178
6.3.3 高溫固相合成反應中的幾個問題 / 180
6.3.4 高溫固相合成反應套用實例 / 181
參考文獻 / 186
7 前驅體製備工藝及設備
7.1 前驅體製備流程圖及過程控制 / 189
7.2 主要原材料 / 191
7.2.1 硫酸鎳（NiSO4·6H2O） / 191
7.2.2 硫酸鈷（CoSO4·7H2O） / 193
7.2.3 硫酸錳（MnSO4·H2O） / 196
7.3 純水設備 / 197
7.3.1 水中的雜質[9]/ 197
7.3.2 前驅體純水水質要求 / 198
7.3.3 純水製備 / 199
7.4 氮氣 / 200
7.5 前驅體反應工藝 / 202
7.5.1 氨水濃度 / 202
7.5.2 pH值 / 203
7.5.3 不同組分前驅體的反應控制 / 208
7.5.4 反應時間 / 210
7.5.5 反應氣氛 / 212
7.5.6 固含量 / 213
7.5.7 反應溫度 / 215
7.5.8 流量 / 215
7.5.9 雜質 / 215
7.6 攪拌設備 / 216
7.6.1 材質的選擇 / 216
7.6.2 攪拌器選擇 / 217
7.6.3 反應釜 / 220
7.7 自動化反應控制 / 220
7.7.1 pH值自動控制 / 220
7.7.2 溫度控制 / 223
7.7.3 常用控制件選型 / 225
7.8 過濾洗滌工藝及設備 / 226
7.8.1 成餅過濾原理 / 226
7.8.2 過濾介質 / 227
7.8.3 過濾設備 / 229
7.9 乾燥工藝及設備 / 231
7.9.1 乾燥工藝 / 231
7.9.2 乾燥設備 / 232
7.10 前驅體的各項指標及檢測方法 / 236
參考文獻 / 237
8 成品製備工藝及設備
8.1 成品製備工藝和過程檢驗 / 239
8.2 鋰源 / 240
8.2.1 碳酸鋰 / 241
8.2.2 氫氧化鋰 / 243
8.3 鋰化工藝及稱量設備 / 245
8.3.1 鋰化工藝 / 245
8.3.2 稱量設備 / 248
8.4 混合工藝及設備 / 249
8.4.1 混合設備分類 / 250
8.4.2 三元材料混合設備的選擇 / 250
8.4.3 三元材料常見混合設備 / 251
8.4.4 高速混合機和球磨混合機對比 / 254
8.5 煅燒設備 / 255
8.5.1 輥道窯 / 255
8.5.2 輥道窯和推板窯性能對比 / 260
8.5.3 匣缽 / 262
8.5.4 三元材料匣缽自動裝卸料系統簡介 / 263
8.6 煅燒工藝 / 266
8.6.1 煅燒溫度和時間 / 266
8.6.2 燒失率和煅燒氣氛 / 269
8.6.3 匣缽層數和裝料量 / 270
8.7 前驅體對煅燒工藝及成品性能的影響 / 272
8.7.1 前驅體的氧化 / 273
8.7.2 粒度分布 / 273
8.7.3 形貌 / 274
8.8 粉碎工藝及設備 / 275
8.8.1 粉碎設備的分類 / 275
8.8.2 常見三元材料粉碎設備 / 275
8.8.3 粉碎工藝 / 279
8.9 分級、篩分和包裝 / 282
8.9.1 分級 / 282
8.9.2 篩分 / 282
8.9.3 包裝 / 284
8.10 磁選除鐵 / 285
8.10.1 磁選除鐵設備 / 285
8.10.2 磁選除鐵案例 / 286
8.11 成品的各項指標及檢測方法 / 287
8.12 三元材料關鍵指標控制方法 / 289
8.12.1 容量 / 289
8.12.2 倍率 / 289
8.12.3 游離鋰 / 291
8.12.4 比表面積 / 292
8.13 成品改性工藝及設備 / 294
8.13.1 水洗 / 294
8.13.2 濕法包膜 / 297
8.13.3 機械融合 / 298
8.13.4 噴霧造粒 / 302
參考文獻 / 306
9 三元材料性能的測試方法、原理及設備
9.1 X射線衍射 / 309
9.1.1 基本原理 / 309
9.1.2 XRD分析實例 / 310
9.1.3 主要設備廠家 / 316
9.2 掃描電子顯微鏡（SEM） / 316
9.2.1 SEM基本工作原理及套用 / 317
9.2.2 SEM套用實例 / 317
9.2.3 主要設備廠家 / 321
9.3 粒度分析 / 321
9.3.1 雷射粒度儀 / 322
9.3.2 影響測試結果的因素 / 322
9.4 比表面分析 / 324
9.4.1 比表面儀 / 325
9.4.2 比表面積測試結果的影響因素 / 325
9.5 水分分析 / 327
9.5.1 水分分析儀 / 327
9.5.2 影響三元材料水分分析結果的因素 / 327
9.6 振實密度 / 328
9.7 金屬元素含量分析 / 329
9.7.1 原子吸收分光光度計（AAS） / 329
9.7.2 電感耦合電漿原子發射光譜分析儀（ICP-AES） / 330
9.7.3 化學滴定分析 / 330
9.7.4 ICP-AES對三元材料中鎳、鈷、錳、鋰的分析 / 333
9.7.5 三元材料鎳鈷錳滴定分析與ICP-AES分析結果比對 / 334
9.8 熱分析 / 335
9.8.1 基本原理 / 335
9.8.2 套用實例 / 336
9.9 材料電化學性能測試 / 337
9.9.1 恆電流充放電測試 / 337
9.9.2 循環伏安法 / 337
9.9.3 交流阻抗法 / 339
9.9.4 鋰離子電池性能測試設備和方法 / 341
9.9.5 扣式電池製備工藝及設備 / 341
9.9.6 軟包電池製備工藝及設備 / 342
9.9.7 圓柱電池製備工藝及設備 / 343
9.9.8 鋰離子電池安全性能測試 / 345
參考文獻 / 346
10 三元材料使用建議
10.1 首放效率及正負極配比 / 349
10.2 水分控制 / 351
10.3 壓實密度 / 352
10.3.1 影響壓實密度的因素 / 352
10.3.2 如何提升壓實密度 / 353
10.3.3 過壓 / 356
10.4 極片掉粉 / 358
10.5 高低溫性能 / 358
10.6 三元材料混合使用 / 361
10.6.1 尖晶石錳酸鋰和三元材料的混合 / 361
10.6.2 鈷酸鋰和三元材料的混合 / 364
10.7 三元材料電池安全性能 / 367
10.7.1 電池的熱失控 / 367
10.7.2 負極的選擇 / 368
10.7.3 電解液的選擇 / 369
10.7.4 隔膜的改進 / 370
參考文獻 / 371
11 國內外主要三元材料企業
11.1 前驅體生產企業 / 373
11.2 三元材料生產企業 / 374
11.2.1 歐美三元材料企業 / 374
11.2.2 日本三元材料企業 / 375
11.2.3 韓國三元材料企業 / 376
11.2.4 中國三元材料企業 / 377
12 三元材料專利分析
12.1 三元材料NCM專利分析 / 381
12.1.1 專利申請總體狀況 / 381
12.1.2 NCM材料的重要專利 / 383
12.1.3 國內外主要企業分析 / 384
12.1.4 小結 / 391
12.2 NCA專利分析 / 392
12.2.1 專利申請總體情況 / 392
12.2.2 NCA材料的重要專利 / 393
12.2.3 國內外主要企業分析 / 394
12.2.4 小結 / 401
附錄Ⅰ 三元材料相關化學滴定方法
Ⅰ.1 原料硫酸鎳/氯化鎳中鎳含量的測定 / 403
Ⅰ.2 硫酸鈷/氯化鈷/鈷酸鋰中鈷含量的測定 / 404
Ⅰ.3 硫酸錳/氯化錳中錳含量的測定 / 404
Ⅰ.4 三元材料中的鎳鈷錳總含量測定 / 405
附錄Ⅱ 軟包電池和圓柱電池製作工序
Ⅱ.1 軟包電池製作程式 / 407
Ⅱ.2 圓柱電池18650製作程式 / 409
