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书籍描述

编辑推荐
《锂离子电池:应用与实践(第2版)》全面讲述锂离子电池的原理、研究方法、负极材料(碳基负极材料和非碳基负极材料)、正极材枓(氢化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂、钒的氧化物和其他正极材枓)、电解质(液体电解质、固体电解质和凝胶电解质)、锂离子电池材料的最新制备方法及锂离子电池的生产和检测、锂离子电池的充放电行为和锂离子电池的主要应用;还讲述了与锂离子电池有关的资源分布。本书许多内容反映了国际、国内的最新研究和生产成果。

作者简介
吴宇平,教授,长期在国内外从事锂离子电池方面研究,曾获得上海市科委“启明星”荣誉称号,也是日本学术振兴会高级访问学者,还担任我国台湾大学访问学者和马来西亚大学访问学者。自2006年起,担任IUPAC国际新型材料及其制备学术会议的共同主席。

目录
第1章 锂离子电池的发展
1.1 电池的发展过程及我国的电池发展简史
1.2 高性能电池的参数
1.3 锂离子电池的诞生过程
1.4 与电池有关的一些基本概念
1.5 锂离子电池的原理、发展及其特点
1.6 我国发展锂离子电池产业的必要性
1.7 锂离子电池的结构
1.8 锂离子电池组的结构
1.9 本书内容说明
参考文献

第2章 锂离子电池主要材料的选择要求及其研究方法
2.1 负极材料的选择要求
2.2 正极材料的选择要求
2.3 电解质的选择要求
2.3.1 液体电解质
2.3.2 全固态电解质
2.3.3 凝胶型聚合物电解质
2.4 锂离子电池材料的一些研究方法
2.4.1 X射线衍射法
2.4.2 光电子能谱法(XPS)
2.4.3 红外和拉曼光谱
2.4.4 电镜法
2.4.5 比表面积的测量
2.4.6 交流阻抗谱仪
2.4.7 循环伏安法
2.4.8 电化学石英晶体微量天平
2.4.9 热分析法
2.4.10 核磁共振法
2.4.11 质谱法
2.4.12 激光粒径分布法
参考文献

第3章 碳基负极材料
3.1 炭材料科学的发展简史
3.2 炭材料的一些性能
3.2.1 炭材料的结构
3.2.2 石墨晶体的拉曼光谱
3.2.3 炭材料的种类
3.2.4 炭化过程和石墨化过程
3.2.5 炭材料的表面结构
3.3 石墨化炭负极材料
3.3.1 锂在石墨中的插入行为
3.3.2 初期的石墨化负极材料
3.3.3 石墨化中间相炭微珠
3.3.4 石墨的电化学行为
3.3.5 石墨化碳纤维
3.3.6 其他石墨化炭材料
3.3.7 石墨化炭材料的一些通性
3.4 无定形炭材料
3.4.1 小分子裂解炭
3.4.2 聚合物裂解炭(polymeric carbon)
3.4.3 低温处理其他炭前驱体
3.4.4 无定形炭材料的一些通性
3.4.5 锂在无定形炭材料中的储存机理
3.5 炭材料的改性
3.5.1 引入非金属元素
3.5.2 引入金属元素
3.5.3 表面处理
3.5.4 采用机械化学法
3.5.5 其他方法
3.6 其他炭负极材料
3.6.1 富勒烯
3.6.2 碳纳米管
3.7 碳基复合负极材料
3.7.1 碳与Co、Sn的复合物
3.7.2 碳与硅的复合物
3.8 炭负极材料与电解质之间的界面
3.9 国内部分工业产品介绍
参考文献

第4章 非碳基负极材料
4.1 氮化物
4.2 硅及硅化物
4.3 锡基氧化物和锡化物
4.3.1 氧化物的研究
4.3.2 复合氧化物
4.3.3 锡盐
4.3.4 其他锡化物
4.4 新型合金
4.4.1 锡基合金
4.4.2 硅基合金
4.4.3 锑基合金
4.4.4 其他合金
4.5 钛的氧化物
4.5.1 Li4Ti5O12负极材料
4.5.2 二氧化钛负极材料
4.6 纳米氧化物负极材料
4.7 其他负极材料
4.8 部分负极材料产品
参考文献

第5章 氧化钴锂正极材料
5.1 氧化钴锂的物理性能
5.2 氧化钴锂的制备方法
5.3 氧化钴锂的热稳定性
5.4 固相法制备氧化钴锂的电化学性能
5.5 喷雾干燥法制备氧化钴锂的电化学性能
5.6 溶胶-凝胶法制备氧化钴锂的电化学性能
5.7 氧化钴锂的改性
5.7.1 氧化钴锂的掺杂
5.7.2 氧化钴锂的包覆
5.8 其他方法制备的LiCoO
5.9 氧化钴锂的回收制备
5.10 尖晶石型氧化钴锂
5.11 部分氧化钴锂工业产品的性能
参考文献

第6章 氧化镍锂正极材料
6.1 氧化镍锂的物理化学性能
6.2 氧化镍锂的固相反应制备
6.3 固相法制备的氧化镍锂的电化学性能
6.4 氧化镍锂的改性
6.4.1 溶胶-凝胶法制备的氧化镍锂
6.4.2 单一元素的掺杂
6.4.3 多种元素的掺杂
6.4.4 氧化镍锂的包覆
6.5 其他方法制备的LiNiO
6.6 部分氧化镍锂工业产品的性能
参考文献

第7章 氧化锰锂正极材料
7.1 隧道结构的氧化物
7.2 层状结构的氧化锰锂
7.2.1 正交LiMnO
7.2.2 层状Li2MnO
7.2.3 其他层状氧化锰锂化合物
7.3 Ni、Co、Mn组成的三元正极材料
7.3.1 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的结构
7.3.2 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学反应特征
7.3.3 合成方法对电化学性能的影响
7.3.4 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的掺杂改性
7.3.5 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的同系物
7.4 尖晶石结构氧化锰锂
7.4.1 尖晶石LiMn2O4的结构和电化学性能
7.4.2 尖晶石LiMn2O4的常规制备
7.4.3 尖晶石LiMn2O4的容量衰减原因
7.4.4 尖晶石LiMn2O4的改性
7.4.5 尖晶石LiMn2O4的机械化学法制备
7.4.6 尖晶石LiMn2O4的其他制备方法
7.5 尖晶石Li4Mn5O
7.6 其他氧化锰锂正极材料
7.7 部分氧化锰锂工业产品的性能
7.7.1 LiMn2O4工业产品
7.7.2 三元正极材料工业产品
参考文献

第8章 磷酸亚铁锂正极材料
8.1 LiFePO4的结构
8.2 LiFePO4的电化学性能
8.3 LiFePO4的制备
8.3.1 固相法
8.3.2 碳热还原法
8.3.3 溶胶-凝胶法
8.3.4 模板法
8.3.5 其他制备方法
8.4 LiFePO4的改性
8.4.1 LiFePO4的碳包覆
8.4.2 LiFePO4的掺杂
8.4.3 LiFePO4的纳米化
8.4.4 LiFePO4的其他表面改性
8.5 部分工业化产品的性能
参考文献

第9章 钒的氧化物及其他正极材料
9.1 钒的氧化物
9.1.1 α-V2O5及其锂化衍生物
9.1.2 五氧化二钒的锂化产物及其电化学性能
9.1.3 Li1+xV3O8
9.1.4 其他钒的氧化物
9.2 5V正极材料
9.2.1 尖晶石结构LiMn2-xMxO4(M=Cr、Co、Ni和Cu)
9.2.2 反尖晶石V[LiM]O4(M=Ni和Co)
9.3 多原子阴离子正极材料
9.3.1 层状结构的VOPO
9.3.2 NASICON结构
9.3.3 硅酸盐正极材料
9.3.4 钛酸盐正极材料
9.3.5 硫酸盐正极材料
9.3.6 硼酸盐正极材料
9.3.7 其他多原子阴离子正极材料
9.4 其他正极材料
9.4.1 铁的化合物
9.4.2 钼的氧化物
参考文献

第10章 非水液体电解质
10.1 一些有机溶剂的物理性能和影响电导率的因素
10.2 部分有机溶剂的制备和纯化
10.3 电解质锂盐
10.3.1 六氟磷酸锂(LiPF6)
10.3.2 双草酸硼酸锂(LiBOB)
10.3.3 草酸二氟硼酸锂(LiDFBO)
10.3.4 其他有机电解质锂盐
10.4 电解液的离子导电性能
10.5 影响电池性能的几个因素
10.5.1 电化学窗口
10.5.2 与电极的反应
10.6 部分电解液体系对电极材料性能的影响
10.6.1 丙烯碳酸酯电解液体系
10.6.2 乙烯碳酸酯电解液体系
10.6.3 其他溶剂
10.7 有机电解液体系的其他研究
10.7.1 防止过充电
10.7.2 阻燃性电解液
10.7.3 改善SEI膜
10.7.4 减少酸含量
10.7.5 增加电导率
10.7.6 改善低温性能
10.8 离子液体
10.8.1 离子液体的种类
10.8.2 离子液体的制备
10.8.3 离子液体的性质
10.8.4 离子液体的电化学行为
10.9 部分电解液工业产品的性能
参考文献

第11章 固体电解质
1.1 无机固体电解质
11.2 无机电解质的导电理论
11.3 晶体电解质
11.4 玻璃态电解质
11.4.1 氧化物玻璃态电解质
11.4.2 硫化物玻璃态电解质
11.4.3 玻璃体电解质的压实
11.5 聚合物电解质的发展及分类
11.6 聚合物电解质的相结构
11.7 聚合物电解质的离子导电模型
11.8 聚环氧乙烯
11.8.1 与其他聚合物共混
11.8.2 形成共聚物
11.8.3 生成交联聚合物
11.8.4 形成枝状聚合物
11.8.5 改变掺杂盐
11.8.6 加入无机填料
11.8.7 增加主链的柔性
11.9 聚丙烯腈(PAN)系聚合物电解质
11.10 聚甲基丙烯酸酯(PMMA)
11.11 单离子聚合物电解质
11.12 其他聚合物电解质
11.12.1 聚合物电解质之间的复合
11.12.2 有机-无机复合电解质
11.13 聚合物电解质其他方面的研究
11.13.1 聚合物电解质与电极界面的研究
11.13.2 新型聚合物体系的理论研究和探索
参考文献

第12章 凝胶聚合物电解质
12.1 凝胶聚合物电解质的研究及其分类
12.2 PEO基凝胶电解质
12.2.1 非交联PEO凝胶电解质
12.2.2 交联PEO凝胶电解质
12.2.3 加入填料的凝胶聚合物电解质
12.3 PAN基凝胶电解质
12.3.1 PAN基凝胶电解质的作用机理和影响因素
12.3.2 聚丙烯腈共聚物的凝胶聚合物电解质
12.3.3 PAN交联凝胶电解质
12.4 PMMA基凝胶电解质
12.4.1 PMMA基凝胶电解质的电化学性能
12.4.2 PMMA基凝胶电解质的改性
12.5 含氟凝胶聚合物电解质
12.5.1 含氟聚合物的物理性能
12.5.2 含氟体系凝胶聚合物的制备及其电化学性能
12.5.3 含氟聚合物凝胶电解质的改性
12.6 其他类型的凝胶聚合物电解质
12.7 聚烯烃材料的改性
12.7.1 表面涂覆聚合物
12.7.2 表面接枝
12.7.3 注入凝胶电解质
参考文献

第13章 锂离子电池的生产和检测
13.1 锂离子电池的构成
13.1.1 安全阀
13.1.2 正温度系数端子
13.1.3 隔膜
13.2 锂离子电池的生产流程
13.2.1 液体电解质锂离子电池的生产
13.2.2 聚合物锂离子电池的生产
13.2.3 微型锂离子电池的生产
13.2.4 大型锂离子电池的生产
13.3 锂离子电池的化成和分容、出厂检验和实验室锂离子电池的检测
13.3.1 锂离子电池的化成和分容
13.3.2 锂离子电池的出厂检验
13.3.3 锂离子电池性能的检测
参考文献

第14章 锂离子电池的充放电行为
14.1 锂离子电池的充放电方式
14.2 液体电解质锂离子电池的充放电行为
14.3 聚合物锂离子电池的充放电行为
14.4 全固态锂离子电池的充放电行为
14.5 大容量锂离子电池的充放电行为
14.6 微型锂离子电池
14.7 锂离子电池的使用
参考文献

第15章 锂离子电池的应用
15.1 锂离子电池在电子产品方面的应用
15.2 锂离子电池在交通工具方面的应用
15.2.1 现代汽车
15.2.2 电动车
15.3 锂离子电池在航空航天领域的应用
15.4 锂离子电池在军事方面的应用
15.5 微型机电系统和其他微型器件
15.6 锂离子电池在储能方面的应用
15.6.1 太阳能和风能的储存
15.6.2 智能电网的建设
15.6.3 峰谷电的调节
15.7 锂离子电池在其他方面的应用
参考文献

第16章 与锂离子电池有关的主要资源情况及其分布
16.1 石墨资源
16.1.1 石墨的一些物理化学性能及其工业用途
16.1.2 石墨资源的种类
16.1.3 石墨矿床的类型
16.1.4 石墨矿床的主要工业指标
16.1.5 石墨矿石的物质组成和主要特征
16.1.6 石墨矿资源的分布
16.1.7 石墨产品的质量标准
16.1.8 石墨资源的提纯
16.1.9 石墨矿的综合利用工艺
16.1.10 其他石墨产品
16.2 锂资源
16.2.1 锂的发现及用途
16.2.2 锂矿资源的种类及其分布
16.2.3 锂资源的提纯
16.3 钴资源
16.3.1 钴的发现和用途
16.3.2 钴资源的种类和分布
16.3.3 钴资源的提纯
16.4 镍资源
16.4.1 镍的发现和用途
16.4.2 镍资源的种类和分布
16.4.3 镍资源的提纯
16.5 锰资源
16.5.1 锰的发现及其用途
16.5.2 锰矿资源的种类及分布
16.5.3 锰资源的提纯
16.6 铁矿资源的种类及分布
16.6.1 铁矿资源的发现及用途
16.6.2 铁矿资源的种类
16.6.3 铁矿资源的分布
16.6.4 铁资源的提纯
参考文献

第17章 其他类型锂二次电池
17.1 锂//硫电池
17.1.1 硫正极的改性
17.1.2 锂负极的改性
17.2 水锂电
17.2.1 水锂电正极材料
17.2.2 水锂电负极材料
17.2.3 水锂电的性能
17.2.4 水锂电发展展望
17.3 锂//聚合物自由基电池
17.4 有机电解液型锂//空气电池
17.5 混合型锂//空气电池
17.5.1 混合型锂//空气电池电解质
17.5.2 混合型锂//空气电池正极材料
参考文献

序言
2004年我国电化学开拓者之一吴浩青院士90华诞之时,我们出版了《锂离子电池——应用与实践》一书以庆祝。当时,吴先生说待到该书再版时,他来题序。然而,时间易逝,2010年我们敬爱的吴先生离我们而去。值吴先生离开我们一周年之际,再版此书,以表深切的思念!
在该书的第二版中,一方面丰富了原有的内容,补充了最新的一些资料,另一方面将第一版中的一些内容进行了删除和合并。国泰华荣化工有限公司的袁翔云、上海出入境检验检疫局的董超和段冀渊等人在实用方面提出了许多有价值的建议,并进行了一些编写和审定工作。
本书主要讲述锂离子电池的原理、研究方法、负极材料(碳基负极材料和非碳基负极材料)、正极材料[氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂、磷酸(亚)铁锂、钒的氧化物和其他正极材料]、电解质(液体电解质、固体电解质和凝胶电解质)、锂离子电池的生产和检测、锂离子电池的充放电行为、锂离子电池的应用和与锂离子电池有关的资源分布,在最后一章讲述了其他类型的锂二次电池。有关内容较第一版在广度和深度上做了相当大的拓展。第1章和第2章由唐伟、第3章和第4章由刘丽丽、第5章~第7章由白羽、第8章和第9章由侯宇扬、第10章由朱玉松、第11章和第12章由王旭炯、第13章和第14章由田舒、第15章和第16章由孙红、第17章由唐伟负责新文献的收集和整理工作以及本书的编写工作。
本书的出版得到了国家“973”项目(2007CB209702)、国际合作项目(2010DFA61770)和自然科学基金委(21073046)等的支持,在此表示感谢!
化学工业出版社对本书的出版给予大力的支持和帮助,并经常关心本书的写作进程,在此对他们的辛勤工作和关心表示深深的谢意和崇高的敬意!
最后,感谢刘芳林女士在本书的编写过程中做了许多有益的编辑和整理工作!
由于时间关系,书中疏漏与不足在所难免,敬请国内、国外同行多加指正。
编者
2011年11月

文摘
版权页:

锂离子电池:应用与实践

插图:

锂离子电池:应用与实践

铁是世界上发现最早、利用最广、用量也是最多的一种金属,其消耗量约占金属总消耗量的95%左右。铁矿石主要用于钢铁工业,冶炼含碳量不同的生铁(含碳量一般在2%以上)和钢(含碳量一般在2%以下)。生铁通常按用途不同分为炼钢生铁、铸造生铁、合金生铁。钢按组成元素不同分为碳素钢、合金钢。合金钢是在碳素钢的基础上,为改善或获得某些性能而有意加入适量的一种或多种元素的钢,加入钢中的元素种类很多,主要有铬、锰、钒、钛、镍、钼、硅。此外,铁矿石还用于作合成氨的催化剂(纯磁铁矿)、天然矿物颜料(赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿)、饲料添加剂(磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿)和名贵药石(磁石)等,但用量很少。
16.6.2 铁矿资源的种类
铁在自然界(地壳)分布很广,但由于铁很容易与其他元素化合而成各种铁矿物(化合物)存在,所以地壳层很少有天然纯铁存在。我们所说的铁矿石是指在现代技术条件下能冶炼出铁而又在经济上合算的铁矿物。铁矿石是由一种或几种含铁矿物和脉石组成,其中还夹带一些杂质。脉石亦是由一种或几种矿物(化合物)组成。含铁矿物和脉石都叫矿物,都是具有一定的化学组成和结晶构造的化合物.
自然界含铁矿物很多,已被人们认识的就有300多种,但现阶段用作炼铁原料的还只有二十几种,其中最主要的是磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿四种类型。

内容简介
《锂离子电池:应用与实践(第2版)》主要内容简介:锂离子电池作为新型能源材料之一正处于蓬勃发展时期。《锂离子电池:应用与实践(第2版)》主要讲述锂离子电池的原理、研究方法、负极材料(碳基负极材料和非碳基负极材料)、正极材料(氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂、钒的氧化物和其他正极材料)、电解质(液体电解质、固体电解质和凝胶电解质)、锂离子电池材料的最新制备方法及锂离子电池的生产和检测、锂离子电池的充放电行为和锂离子电池的主要应用。全书许多内容反映了国际、国内的最新研究和生产成果,基本概念清楚、思路清晰、内容全面、易于读者理解。
《锂离子电池:应用与实践(第2版)》对从事锂离子电池研究、开发和生产人员而言具有重要的参考价值和现实指导意义,《锂离子电池:应用与实践(第2版)》也可以作为高等院校相关专业教师和学生的参考书。

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