先进锂离子电池:材料创新与安全调控电子书

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文前彩插

“先进电化学能源存储与转化技术丛书”编委会

前言

目录

1.1 21世纪的锂离子电池产业技术

1.2 锂离子电池的理论基础和科学问题

1.2.1 锂离子电池的工作原理

1.2.2 锂离子电池的性能参数

1.2.3 锂离子电池的基础科学问题

1.3 锂离子电池的关键材料和界面特性

1.3.1 锂离子电池的关键材料

1.3.2 材料间界面特性

1.4 锂离子电池的表征和测量方法

1.5 锂离子电池商业化与新型锂离子电池技术

1.5.1 锂离子电池商业化

1.5.2 新型锂离子电池技术

参考文献

2.1 典型的锂离子电池正极材料

2.1.1 LiCoO_2

2.1.2 LiNiO_2

2.1.3 镍钴锰酸锂三元材料

2.1.4 LiMn_2O_4

2.1.5 LiFePO_4

2.1.6 典型正极材料的未来发展趋势

2.2 高能量密度富锂锰基正极材料

2.2.1 富锂锰基正极材料的组成与结构

2.2.2 富锂锰基正极材料的充放电机制

2.2.3 富锂锰基正极材料的制备

2.2.4 富锂锰基正极材料的改性研究

2.2.5 富锂锰基正极材料的进一步发展

2.3 高电压尖晶石结构正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4

2.3.1 LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料的结构

2.3.2 LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料的充放电机制

2.3.3 LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料的制备

2.3.4 LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料的改性研究

2.4 聚阴离子类正极材料

2.4.1 橄榄石型磷酸盐LiMPO_4（M=Fe，Mn，Co，Ni）

2.4.2 NASICON型磷酸盐Li_xM_2（PO_4）_3（M=V，Ti，Nb）

2.4.3 硅酸盐Li_2MSiO_4（M=Fe，Mn）

2.5 有机正极材料

2.5.1 导电聚合物正极材料

2.5.2 有机硫化物正极材料

2.5.3 共轭羰基化合物正极材料

参考文献

3.1 负极材料概述

3.2 碳基负极材料

3.2.1 石墨基材料

3.2.2 其他碳基负极材料

3.3 其他嵌入型负极材料

3.3.1 尖晶石结构Li_4Ti_5O_(12)负极材料

3.3.2 嵌入型Li_3VO_4材料

3.4 基于转化反应的负极材料

3.4.1 金属氧化物负极

3.4.2 金属硫化物负极

3.5 合金型负极材料

3.5.1 Si基负极材料

3.5.2 Sn基负极材料

3.5.3 Al基负极材料

3.6 其他新型负极材料

3.6.1 具有纳米多孔结构的先进负极材料

3.6.2 液态金属基负极材料

3.7 展望

参考文献

4.1 传统锂盐——六氟磷酸锂

4.1.1 LiPF6的热分解及水解反应

4.1.2 ■对电极/电解液界面稳定性的影响

4.2 新型锂盐的研究

4.3 溶剂

4.3.1 氟化溶剂

4.3.2 砜类溶剂

4.3.3 二腈类溶剂

4.3.4 水溶剂

4.4 小结

参考文献

5.1 锂离子电池凝胶聚合物电解质的种类、要求和性能

5.2 锂离子电池隔膜的种类、要求和性能

5.3 锂离子电池黏结剂的种类、要求和性能

参考文献

6.1 离子电极材料电化学反应机制

6.2 能量密度

6.2.1 电池电压

6.2.2 比容量

6.3 循环性能

6.3.1 相变理论

6.3.2 结构搜索和常用的算法

6.3.3 有序结构演化与无序结构设计

6.3.4 晶格振动谱

6.3.5 相场理论

6.4 倍率性能

6.4.1 迁移势垒

6.4.2 分子动力学

6.4.3 离子电导率

6.5 固体电解液中的反应和界面

参考文献

7.1 无机固态电解质概述

7.1.1 无机固态电解质的基础导电理论

7.1.2 氧化物固态电解质

7.1.3 硫化物固态电解质

7.2 固态电解质与电极的界面性质与改性

7.2.1 固态电解质与正极的界面性质与改性

7.2.2 固态电解质与负极的界面性质与改性

7.3 全固态薄膜锂（离子）电池

参考文献

8.1 水系锂离子电池原理及其发展

8.1.1 水系锂离子电池基本原理

8.1.2 水系锂离子电池电极材料选择

8.1.3 Li^+扩散动力学研究

8.1.4 水系锂离子电池的发展

8.2 水系锂离子电池电极材料概述

8.2.1 电极材料设计

8.2.2 电极材料容量衰减分析

8.3 水系锂离子电池负极材料

8.3.1 钒系化合物

8.3.2 锐钛矿TiO_2

8.3.3 聚阴离子化合物

8.3.4 有机电极材料

8.3.5 金属负极

8.3.6 其他负极材料

8.4 水系锂离子电池正极材料

8.4.1 LiMn_2O_4

8.4.2 LiCoO_2

8.4.3 LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2

8.4.4 Na_(1.16)V_3O_8

8.4.5 LiFePO_4

8.4.6 其他聚阴离子化合物

8.4.7 MnO_2

8.4.8 普鲁士蓝及其衍生物

8.5 水系锂离子电池电解质材料

8.5.1 电化学窗口

8.5.2 电解液性能影响因素

8.6 高电压水系电池

8.6.1 电极改性提高电池电压

8.6.2 高电压水系锂离子电池的电解质材料

8.7 电池的电化学性能与界面研究

8.8 集流体

8.9 离子混合电容器

参考文献

9.1 柔性锂离子电池概述

9.2 用于LIB的电极材料

9.2.1 碳纳米管

9.2.2 石墨烯

9.2.3 碳布

9.3 用于柔性LIB的电解质材料

9.3.1 固体无机电解质

9.3.2 固体聚合物电解质

9.4 电缆/电线型柔性LIB

9.5 透明锂离子电池

9.6 可拉伸LIB

9.7 总结及展望

参考文献

10.1 电池的热失控和短路

10.1.1 锂离子电池的热失控

10.1.2 锂离子电池的短路

10.2 电池的过充安全

10.3 电极材料的安全研究

10.3.1 正极材料

10.3.2 负极材料

10.3.3 导电剂与黏结剂

10.4 电解液的安全研究

10.5 隔膜的安全防护

10.6 电池的安全性能测试技术

10.6.1 电池材料分析测试技术

10.6.2 电池反应机理测试技术

10.6.3 锂离子电池电化学性能测试

10.6.4 锂离子电池安全性综合测试

10.6.5 锂离子电池安全性测试的相关标准

参考文献

11.1 锂离子电池概述

11.2 民用动力锂离子电池

11.2.1 动力锂离子电池在电动自行车中的应用

11.2.2 动力锂离子电池在电动汽车中的应用

11.3 航空航天用动力锂离子电池

11.3.1 动力锂离子电池在航空方面的应用

11.3.2 动力锂离子电池在航天方面的应用

11.4 国防军事用动力锂离子电池

11.4.1 陆军装备

11.4.2 海军装备

11.4.3 空军装备

11.5 民用储能锂离子电池

11.5.1 储能锂离子电池在太阳能路灯中的应用

11.5.2 储能锂离子电池在家庭储能中的应用

11.5.3 储能锂离子电池在储能电站中的应用

11.6 航空航天用储能锂离子电池

11.6.1 储能锂离子电池在航空方面的应用

11.6.2 储能锂离子电池在航天方面的应用

11.7 国防军事用储能锂离子电池

参考文献