鋰電池科學與技術

《鋰電池科學與技術》是2018年化學工業出版社出版的圖書，作者是[法]克里斯汀·朱利恩、[法]艾倫·瑪格、[加]阿肖克·維志。

基本介紹

• 中文名：鋰電池科學與技術
• 作者：[法]克里斯汀·朱利恩、[加]阿肖克·維志、[法]艾倫·瑪格
• 出版社：化學工業出版社 
• 出版時間：2018年3月
• 頁數：415 頁
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝
• ISBN：9787122311078

內容簡介

本書總結了鋰電池基礎理論、關鍵材料、電池技術的研究成果，特別是對各種鋰電池正負極材料、電池工藝進行了詳盡介紹。全書共分為15章，涉及能量儲存和轉化的基本要素、鋰電池、嵌入原理、剛性能帶理論模型套用於鋰嵌入化合物的可靠性、二維正極材料、單元素離子的三維框架正極材料、聚陰離子正極材料、氟代聚陰離子化合物、無序化合物、鋰離子電池負極、鋰電池電解質與隔膜、儲能納米技術、試驗技術、鋰離子電池安全性、鋰離子電池技術等內容。

本書具有全面、具體、新穎、實用的特點，可以作為我國從事鋰電池研究、生產、套用的各類科技與專業人員的一部極具價值的參考書，也可以作為各類高校、研究院所從事電化學及材料學相關專業師生的有益參考書。

編輯推薦

引進國外主要電池研究所的“鋰電池技術”的更新著作，每一章都是相關領域知名專家的寶貴經驗，由國內知名電池專業研究所翻譯而成。具有全面、具體、新穎、實用的特點。相信本書可以成為我國從事鋰電池研究、生產、套用的各類科技與專業人員的一部極具價值的參考書；同時，本書也可以作為各類高校、研究院所從事電化學及材料學相關專業師生的有益參考書。

圖書目錄

第1章能量儲存和轉化的基本要素

1.1能量儲存能力/001

1.2不間斷能量供應/002

1.3納米儲能/003

1.4儲能/004

1.5電化學電池簡要歷史/006

1.5.1重要里程碑/006

1.5.2電池設計/007

1.6電池的重要參數/008

1.6.1基本參數/008

1.6.2循環壽命與日曆壽命/011

1.6.3能量、容量和功率/012

1.7電化學系統/013

1.7.1電池組/013

1.7.2電致變色與智慧型窗/014

1.7.3超級電容器/015

1.8總結與評論/016

參考文獻/016

第2章鋰電池

2.1引言/019

2.2發展歷史概述/020

2.3一次鋰電池/022

2.3.1高溫鋰電池/022

2.3.2固態電解質鋰電池/023

2.3.3液態正極鋰電池/025

2.3.4固態正極鋰電池/025

2.4二次鋰電池/029

2.4.1鋰-金屬電池/029

2.4.2鋰離子電池/031

2.4.3鋰聚合物電池/035

2.4.4鋰-硫電池/036

2.5鋰電池經濟/037

2.6電池模型/038

參考文獻/039

第3章嵌入原理

3.1引言/045

3.2嵌入機理/046

3.3吉布斯相律/047

3.4典型嵌入反應/049

3.4.1完美的無化學計量比化合物：Ⅰ類電極材料/049

3.4.2準兩相系統：Ⅱ類電極/051

3.4.3兩相系統：Ⅲ型電極/051

3.4.4鄰域：Ⅳ型電極/052

3.5插層化合物/052

3.5.1合成插層化合物/052

3.5.2鹼金屬插層化合物/053

3.6插層化合物的電子能量/054

3.7插層化合物高電壓的產生原理/055

3.8鋰離子電池正極材料/056

3.9相轉化反應/058

3.10合金化反應/058

參考文獻/059

第4章剛性能帶理論模型套用於鋰嵌入化合物的可靠性

4.1引言/062

4.2費米能級的演變/062

4.3TMDs的電子結構/064

4.4鋰嵌入TiS2材料/066

4.5鋰嵌入TaS2材料/068

4.6鋰嵌入2H-MoS2材料/069

4.7鋰嵌入WS2材料/071

4.8鋰嵌入InSe材料/072

4.9過渡金屬化合物的電化學性質/074

4.10總結與評論/075

參考文獻/075

第5章二維正極材料

5.1引言/077

5.2二元層狀氧化物/077

5.2.1MoO3/077

5.2.2V2O5/080

5.2.3LiV3O8/082

5.3三元層狀氧化物/083

5.3.1LiCoO2(LCO)/084

5.3.2LiNiO2(LNO)/086

5.3.3LiNi1-yCoyO2(NCO)/087

5.3.4摻雜的LiCoO2(d-LCO)/089

5.3.5LiNi1-y-zCoyAlzO2(NCA)/091

5.3.6LiNi0.5Mn0.5O2(NMO)/092

5.3.7LiNi1-y-zMnyCozO2(NMC)/092

5.3.8Li2MnO3/095

5.3.9富鋰層狀化合物(LNMC)/097

5.3.10其他層狀化合物/099

5.4總結與評論/099

參考文獻/100

第6章單元素離子的三維框架正極材料

6.1引言/110

6.2二氧化錳/111

6.2.1MnO2/112

6.2.2錳基複合材料/112

6.2.3MnO2納米棒/113

6.2.4水鈉錳礦/115

6.3鋰化二氧化錳/116

6.3.1Li0.33MnO2/116

6.3.2Li0.44MnO2/117

6.3.3LiMnO2/118

6.3.4LixNa0.5-xMnO2/119

6.4尖晶石鋰錳氧化物/119

6.4.1LiMn2O4(LMO)/119

6.4.2錳酸鋰表面修飾/123

6.4.3缺陷尖晶石/124

6.4.4鋰摻雜尖晶石/124

6.55V尖晶石/126

6.6釩氧化物/128

6.6.1V6O13/128

6.6.2LiVO2/129

6.6.3VO2(B)/130

6.7總結與評論/130

參考文獻/131

第7章聚陰離子正極材料

7.1引言/138

7.2合成路線/140

7.2.1固相法/140

7.2.2溶膠-凝膠法/141

7.2.3水熱法/141

7.2.4共沉澱法/141

7.2.5微波合成/141

7.2.6多元醇與溶劑熱過程/142

7.2.7微乳液/142

7.2.8噴霧技術/142

7.2.9模板法/142

7.2.10機械活化/143

7.3晶體化學/144

7.3.1橄欖石磷酸鹽的結構/144

7.3.2誘導效應/146

7.4最佳化的LiFePO4粒子的結構與形貌/147

7.4.1磷酸鐵鋰的XRD譜/147

7.4.2最佳化的磷酸鐵鋰的形貌/148

7.4.3局域結構與晶格動力學/148

7.5磁性和電子特性/150

7.5.1本徵磁性/150

7.5.2γ-Fe2O3雜質的影響/151

7.5.3Fe2P 雜質的影響/152

7.5.4磁極性效應/154

7.6碳包覆層/157

7.6.1碳層的表征/157

7.6.2碳層質量/158

7.7化學計量比偏差的影響/160

7.8LFP顆粒暴露於水中的老化/161

7.8.1水浸LFP顆粒/162

7.8.2長期暴露於水中的LFP顆粒/163

7.9LFP的電化學性能/163

7.9.1循環性能/163

7.9.2電化學特性與溫度/164

7.104V正極LiMnPO4/166

7.11聚陰離子高電壓正極材料/167

7.11.1橄欖石材料的合成/168

7.11.25V正極材料LiNiPO4/168

7.11.35V正極材料LiCoPO4/168

7.12NASICON類型化合物/170

7.13聚陰離子矽酸鹽Li2MSiO4(M=Fe，Mn，Co)/171

7.14總結和展望/173

參考文獻/174

第8章氟代聚陰離子化合物

8.1引言/185

8.2聚陰離子型化合物/185

8.3氟代聚陰離子/187

8.3.1氟摻雜LiFePO4/187

8.3.2LiVPO4F/188

8.3.3LiMPO4F(M=Fe，Ti)/190

8.3.4Li2FePO4F(M=Fe，Co，Ni)/191

8.3.5Li2MPO4F(M=Co，Ni)/191

8.3.6Na3V2(PO4)2F3混合離子正極材料/192

8.3.7其他氟磷酸鹽/193

8.4氟硫酸鹽/193

8.4.1LiFeSO4F/194

8.4.2LiMSO4F(M=Co，Ni，Mn)/195

8.5總結與評論/196

參考文獻/197

第9章無序化合物

9.1引言/203

9.2無序MoS2/204

9.3水合MoO3/206

9.4MoO3薄膜/207

9.5無序釩氧化物/211

9.6LiCoO2薄膜/213

9.7無序LiMn2O4/214

9.8無序LiNiVO4/216

參考文獻/217

第10章鋰離子電池負極

10.1引言/221

10.2碳基負極/223

10.2.1硬碳/223

10.2.2軟碳/223

10.2.3碳納米管/224

10.2.4石墨烯/225

10.2.5表面修飾碳材料/226

10.3矽負極/226

10.3.1Si薄膜/228

10.3.2Si納米線/228

10.3.3多孔Si/230

10.3.4多孔納米管/納米線與納米顆粒/232

10.3.5納米結構Si包覆及SEI穩定性/233

10.4鍺/234

10.5錫和鉛/235

10.6具有插層-脫嵌反應的氧化物/236

10.6.1TiO2/236

10.6.2Li4Ti5O12/242

10.6.3Ti-Nb氧化物/246

10.7基於合金化與去合金化反應的氧化物/246

10.7.1Si氧化物/246

10.7.2GeO2和鍺酸鹽/248

10.7.3Sn氧化物/248

10.8基於轉化反應的負極/252

10.8.1CoO/253

10.8.2NiO/254

10.8.3CuO/257

10.8.4MnO/258

10.8.5尖晶石結構氧化物/260

10.8.6具有剛玉結構的氧化物:M2O3(M=Fe,Cr,Mn)/264

10.8.7二氧化物/266

10.9尖晶石結構三元金屬氧化物/267

10.9.1鉬化合物/267

10.9.2青銅型氧化物/268

10.9.3Mn2Mo3O8/269

10.10基於合金和轉化反應的負極/269

10.10.1ZnCo2O4/269

10.10.2ZnFe2O4/270

10.11總結與評論/271

參考文獻/272

第11章鋰電池電解質與隔膜

11.1引言/300

11.2理想電解質的性質/300

11.2.1電解質的組成/301

11.2.2溶劑/301

11.2.3溶質/302

11.2.4包含離子液體的電解質/303

11.2.5聚合物電解質/305

11.3鋰電池中電極-電解質界面鈍化現象/306

11.4現有商業化電解質體系存在的問題/307

11.4.1不可逆容量損失/307

11.4.2使用溫度範圍/308

11.4.3熱失控：安全與危害/308

11.4.4離子傳輸能力的提升/308

11.5電解質設計/308

11.5.1SEI膜的控制/309

11.5.2鋰鹽的安全問題/309

11.5.3過充保護/311

11.5.4阻燃劑/311

11.6隔膜/313

11.7總結/315

參考文獻/315

第12章儲能納米技術

12.1引言/322

12.2納米材料的合成方法/323

12.2.1濕化學法/323

12.2.2模板合成法/327

12.2.3噴霧熱解法/327

12.2.4水熱法/328

12.2.5噴射研磨/330

12.3無序表面層/331

12.3.1一般注意事項/331

12.3.2LiFePO4納米顆粒的無序層/332

12.3.3LiMO2層狀化合物的無序層/334

12.4納米顆粒的電化學性能/336

12.5納米功能材料/337

12.5.1WO3納米複合材料/337

12.5.2WO3納米棒/338

12.5.3WO3納米粉末和納米膜/338

12.5.4Li2MnO3岩鹽納米結構/339

12.5.5NCA材料中的鋁摻雜效應/339

12.5.6MnO2納米棒/340

12.5.7MoO3納米纖維/341

12.6總結與評論/342

參考文獻/343

第13章試驗技術

13.1引言/348

13.2理論/348

13.3嵌入參數的測量/349

13.3.1電化學電勢譜/349

13.3.2間歇恆電流電位滴定法/351

13.3.3電化學阻抗譜/353

13.4套用：MoO3電極的動力學研究/354

13.4.1MoO3晶體/354

13.4.2MoO3薄膜/354

13.5遞增容量分析法（ICA）/355

13.5.1簡介/355

13.5.2半電池的遞增容量分析法/357

13.5.3全電池的ICA和DVA法/361

13.6固相傳輸測量技術/362

13.6.1電阻率測量/362

13.6.2霍爾效應測試法/362

13.6.3范德華測試技術/363

13.6.4光學性質測試/364

13.6.5離子電導率測定：複合阻抗技術/367

13.7磁性質測試在正極材料固體化學中的套用/370

13.7.1LiNiO2/370

13.7.2LiNi1-yCoyO2/371

13.7.3硼摻雜的LiCoO2/373

13.7.4LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2/375

參考文獻/375

第14章鋰離子電池安全性

14.1引言/379

14.2實驗與方法/380

14.2.1扣式電池製備/380

14.2.2差示掃描量熱儀（DSC）/380

14.2.3商業18650電池實驗/380

14.3LiFePO4-石墨電池的安全性/382

14.4使用離子液體的鋰離子電池/388

14.4.1不同電解液中石墨負極性能/388

14.4.2不同電解液中LiFePO4正極性能/390

14.5表面修飾/391

14.5.1能量示意圖/392

14.5.2層狀電極的表面包覆/393

14.5.3尖晶石電極的表面修飾/394

14.6總結與評論/395

參考文獻/396

第15章鋰離子電池技術

15.1容量/400

15.2負極/正極容量比/400

15.3電極載量/401

15.4衰降/401

15.4.1晶體結構破壞 /401

15.4.2SEI 膜討論/402

15.4.3正極基團遷移 /402

15.4.4腐蝕/402

15.5製造與包裝/402

15.5.1步驟 1：電極活性材料顆粒的製備/402

15.5.2步驟 2: 電極疊片的製備/404

15.5.3裝配過程/407

15.5.4化成過程/408

15.5.5充電器/408

參考文獻/409

縮略詞