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第1章 绪论 1

1.1概念和定义 1

1.1.1电池 1

1.1.2电池电动势 1

1.1.3电池内阻 2

1.1.4电压、电流与倍率 2

1.1.5容量、能量密度与功率密度 3

1.2电池的发展历程 4

1.3锂元素物理和化学性质 5

1.3.1物理性质 6

1.3.2化学性质 6

1.4锂电池的分类及特点 7

1.4.1锂一次电池 7

1.4.2锂二次电池 10

1.5新一代锂二次电池的应用及发展需求 15

参考文献 17

第1篇 新一代锂离子二次电池材料 20

第2章 高容量正极材料体系 20

2.1层状三元正极材料 20

2.1.1概述 20

2.1.2材料的结构与特点 21

2.1.3主要合成方法 24

2.1.4研究进展 26

2.1.5发展趋势 29

2.2富锂锰基正极材料 30

2.2.1概述 30

2.2.2主要结构与特点 30

2.2.3储锂机制的研究 32

2.2.4主要合成方法 34

2.2.5研究进展 36

2.2.6发展趋势 39

2.3正硅酸盐正极材料 40

2.3.1概述 40

2.3.2 Li2 FeSiO4正极材料 40

2.3.3硅酸锰锂材料 44

2.3.4其他正硅酸盐材料 48

2.3.5正硅酸盐正极材料发展趋势 49

2.4钒系化合物 49

2.4.1概述 49

3.4.2钒系氧化物材料 49

2.4.3钒系磷酸盐材料 52

2.5其他高容量正极材料 62

参考文献 64

第3章 高容量负极材料体系 73

3.1 Sn基负极材料 73

3.1.1概述 73

3.1.2锡基氧化物 74

3.1.3锡基合金 78

3.1.4锡基复合物 82

3.1.5锡基负极材料发展趋势 85

3.2 Si基负极材料 86

3.2.1概述 86

3.2.2硅的纳米化 86

3.2.3硅的复合化 90

3.2.4硅基负极材料发展趋势 100

3.3过渡金属氧化物负极材料 100

3.3.1储锂机制 101

3.3.2典型的负极材料 102

参考文献 105

第4章 高电压正极材料体系 113

4.1 LiNi0.5 Mn1.5 04尖晶石正极材料 113

4.1.1概述 113

4.1.2 LiNi0.5Mn1.5O4结构及特点 113

4.1.3 LiNi0.5Mn1.5O4合成方法 117

4.1.4 LiNi0.5Mn1.5O4的研究进展 121

4.1.5 LiNi0.5Mn1.5O4的发展趋势 124

4.2高电压磷酸盐正极材料 124

4.2.1概述 124

4.2.2橄榄石型LiMPO4正极材料结构 125

4.2.3材料合成方法及研究进展 127

参考文献 132

第2篇 新一代锂二次电池体系 138

第5章 锂—硫二次电池 138

5.1概述 138

5.2锂—硫二次电池的基本原理 138

5.3锂—硫二次电池硫正极 141

5.3.1硫正极工作原理 141

5.3.2硫正极容量损失及衰减机理 144

5.3.3硫正极性能提高 146

5.3.4硫正极发展趋势 154

5.4锂负极 155

5.4.1锂负极与固态电解质相界面 156

5.4.2锂负极的失效过程 161

5.4.3锂负极的改性 164

5.4.4锂—硫二次电池锂负极改性的发展趋势 166

5.5锂—硫二次电池电解液 168

5.5.1概述 168

5.5.2有机液体电解质 169

5.5.3离子液体和添加剂 169

5.6锂—硫二次电池隔膜 170

5.6.1无机电解质 171

5.6.2聚合物电解质 173

5.6.3锂-硫二次电池用隔膜发展趋势 176

5.7锂-硫二次电池发展趋势 177

参考文献 178

第6章 锂-空气电池 189

6.1概述 189

6.2锂—空气电池基本原理 190

6.3空气电极 191

6.4电解液体系 198

6.5催化剂及防水透氧膜 209

6.5.1催化剂 209

6.5.2防水透氧膜 215

6.6锂—空气电池发展趋势 216

参考文献 217

第3篇 全固态锂二次电池体系 221

第7章 无机全固态锂二次电池 221

7.1无机固体电解质 221

7.1.1硫化物体系 221

7.1.2氧化物体系 224

7.1.3磷酸盐体系 226

7.2薄膜型全固态锂二次电池 228

7.2.1概述 228

7.2.2全固态薄膜锂电池的基本结构 229

7.2.3薄膜型全固态锂二次电池制备方法 230

7.2.4薄膜型全固态锂二次电池发展历程 231

7.2.5薄膜型全固态锂二次电池正极材料 235

7.2.6薄膜型全固态锂二次电池负极材料 237

7.2.7薄膜型全固态锂二次电池固体电解质 238

7.3普通型无机全固态锂离子电池 243

7.3.1普通型无机全固态锂离子电池的基本结构 243

7.3.2普通型无机全固态锂离子电池的制备方法 243

参考文献 246

第8章 多功能结构锂电池 254

8.1结构电池概述 254

8.2聚合物基结构锂离子电池 257

8.2.1聚合物锂离子电池概述 257

8.2.2聚合物锂离子电池的特点 258

8.2.3聚合物锂离子电池在结构电池中的应用及研究现状 259

8.2.4聚合物基结构电池构件制备技术 263

8.3纤维电池 269

8.3.1纤维电池基本概念 269

8.3.2纤维电池仿真分析 270

8.3.3纤维电池制备技术 276

8.4结构电池技术的应用 280

参考文献 281

第9章 展望 284

9.1世界各国重视新型锂电池的开发 284

9.1.1美国的研究计划 284

9.1.2日本的研究计划 288

9.2新型锂电池的开发状态 290

9.2.1新一代锂离子原型电池 291

9.2.2锂—硫电池原型电池 294

9.3锂电池工业相关研究进展 297

9.3.1电池制造工艺及附属材料选择值得重视 297

9.3.2电池及系统模型研究进展 299

9.4结束语 300

参考文献 301