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第1章 一般概念 Kenzo Matsuki and Kazunori Ozawa 1

1.1 电池概要 1

1.1.1 伽伐尼电池体系——水溶液电解液体系 2

1.1.2 锂电池体系——非水溶液电解液体系 3

1.2 锂离子电池的早期发展 4

1.2.1 陶瓷生产能力 4

1.2.2 涂层技术 5

1.2.3 电解质盐LiPF6 5

1.2.4 正极中的石墨导电剂 5

1.2.5 硬碳负极 5

1.2.6 无纺布热闭合效应的隔膜 5

1.2.7 镀镍的铁壳 5

1.3 现实目标 6

参考文献 7

第2章 新型电池中尖晶石型结构的锂嵌入材料 Kingo Ariyoshi,Yoshinari Makimura,and Tsutomu Ohzuku 9

2.1 引言 9

2.2 尖晶石型结构概述 10

2.3 尖晶石型结构的衍生物 12

2.3.1 源自“尖晶石”的超晶格结构 13

2.3.2 源自“尖晶石”超结构的例子 17

2.4 尖晶石型结构锂嵌入材料的电化学性能 21

2.4.1 锂锰氧化物（LMO） 21

2.4.2 锂钛氧化物（LTO） 25

2.4.3 锂镍锰氧化物（LiNiMO） 25

2.5 具有尖晶石型结构的锂嵌入材料在12V无铅蓄电池中的应用 27

2.5.1 由锂钛氧化物（LTO）和锂锰氧化物（LMO）组成的12V电池 28

2.5.2 由锂钛氧化物（LTO）和锂镍锰氧化物（LiNiMO）组成的12V电池 31

2.6 结论 32

致谢 33

参考文献 33

第3章 锂离子电池正极材料富锂氧化物Li1+x(NizCo1-2zMnz)1-xO2 Naoaki Kumagai,and Jung-Min Kim 36

3.1 引言 36

3.2 无钴氧化物Li1+x(Ni1/2Mn1/2)1-xO2 37

3.3 Li1+x(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xO2 41

3.4 其他材料Li1+x(NizCo1-2xMnz)1-xO2 45

3.5 结论 47

参考文献 47

第4章 无稀有金属元素的铁基正极 Shigeto Okada and Jun-ichi Yamaki 50

4.1 引言 50

4.2 二维层状岩盐型氧化物正极 51

4.3 三维NASICON型硫酸盐正极 53

4.4 三维橄榄石型磷酸盐正极 54

4.5 三维方解石型硼酸盐正极 58

4.6 三维钙钛矿型氟化物正极 59

4.7 小结 60

参考文献 60

第5章 锂离子电池电极材料的热力学研究 Rachid Yazami 62

5.1 引言 62

5.2 实验 65

5.2.1 ETMS 65

5.2.2 电化学电池的结构和循环过程 67

5.2.3 热力学数据的获取 67

5.3 讨论 68

5.3.1 碳质负极材料 68

5.3.1.1 预焦炭（HTT＜500℃） 70

5.3.1.2 焦炭（HTT为900～1700℃） 73

5.3.1.3 焦炭（HTT为2200℃和HTT为2600℃） 74

5.3.1.4 天然石墨 76

5.3.1.5 熵和石墨化程度 78

5.3.2 正极材料 81

5.3.2.1 LiCoO2 81

5.3.2.2 LiMn2O4 84

5.3.2.3 循环对热力学的影响 86

5.4 结论 87

致谢 88

参考文献 88

延伸阅读材料 95

第6章 锂离子电池正极材料的拉曼研究 Rita Baddour-Hadjean and Jean-Pierre Pereira-Ramos 96

6.1 引言 96

6.2 拉曼显微光谱术的原理和设备 96

6.2.1 原理 96

6.2.2 仪器 98

6.3 过渡金属氧化物基化合物 98

6.3.1 LiCoO2 99

6.3.2 LiNiO2及其衍生化合物LiNi1-yCoyO2（0＜y＜1） 104

6.3.3 锰氧化物基化合物 105

6.3.3.1 MnO2型化合物 105

6.3.3.2 三元系含锂化合物LixMnOy 108

6.3.4 V2O5 116

6.3.4.1 V2O5的结构 117

6.3.4.2 LixV2O5的结构特征 120

6.3.5 TiO2 131

6.4 磷酸盐橄榄石型LiMPO4化合物 137

6.5 总结 142

参考文献 143

第7章 从电解质重要性的角度阐述锂离子电池的发展 Masaki Yoshio,Hiroyoshi Nakamura,and Nikolay Dimov 152

7.1 引言 152

7.2 改善锂离子电池性能的添加剂的总体设计 154

7.3 一系列探究新型添加剂的发展过程 157

7.4 锂离子电池的正极以及其他添加剂 160

7.5 调整方式 162

参考文献 165

第8章 无机添加剂与电极界面 Shinichi Komaba 166

8.1 引言 166

8.2 过渡金属离子和正极的溶解 167

8.2.1 Mn（Ⅱ）离子 168

8.2.2 Co（Ⅱ）离子 170

8.2.3 Ni（Ⅱ）离子 172

8.3 如何抑制Mn（Ⅱ）离子的恶化 173

8.3.1 LiI,LiBr和NH4I 173

8.3.2 2-乙烯基吡啶 175

8.4 碱金属离子 182

8.4.1 Na＋离子 182

8.4.2 K＋离子 188

8.5 碱金属盐的涂覆 190

8.6 小结 193

致谢 193

参考文献 193

第9章 固体聚合物电解质的特性与全固态锂聚合物二次电池的制备 Masataka Wakihara,Masanobu Nakayama,and Yuki Kato 197

9.1 锂盐聚合物电解质的分子设计和表征 197

9.1.1 引言 197

9.1.2 添加增塑剂的固体聚合物电解质 200

9.1.3 添加B-PEG和Al-PEG增塑剂的SPE膜的制备 201

9.1.4 添加B-PEG增塑剂的SPE膜的评价 202

9.1.5 添加B-PEG增塑剂的SPE膜的离子电导率 206

9.1.6 锂离子迁移数 209

9.1.7 电化学稳定性 211

9.1.8 小结 212

9.2 全固态锂聚合物电池的制备 213

9.2.1 引言 213

9.2.2 SPE离子电导率的要求 213

9.2.3 传统液态电解质电池和全固态锂聚合物电池的区别 213

9.2.4 添加B-PEG和／或Al-PEG增塑剂的SPE的锂聚合物电池的制备及其电化学性能 217

9.2.5 阻燃锂聚合物电池的制备及其电化学评价 223

9.2.6 小结 229

致谢 230

参考文献 230

延伸阅读材料 235

第10章 锂微电池的金属氧化物薄膜电极 JeanPierre Pereira-Ramos and Rita Baddour-Hadjean 236

10.1 引言 236

10.2 LiCoO2薄膜 237

10.2.1 溅射LiCoO2薄膜 238

10.2.2 PLD LiCoO2薄膜 243

10.2.3 CVD LiCoO2薄膜 247

10.2.4 用化学方法制备LiCoO2薄膜 247

10.2.5 小结 249

10.3 LiNiO2及其衍生化合物LiNi1-xMO2 250

10.3.1 固体电解质 250

10.3.2 液体电解质 251

10.3.3 Li-Ni-Mn薄膜 252

10.3.4 小结 253

10.4 LiMn2O4薄膜 253

10.4.1 溅射LiMn2O4薄膜 253

10.4.2 PLD LiMn2O4薄膜 255

10.4.3 ESD LiMn2O4薄膜 257

10.4.4 用化学方法制备的LiMn2O4薄膜 259

10.4.5 取代LiMn2-xMxO4尖晶石薄膜 260

10.4.6 小结 261

10.5 V2O5薄膜 262

10.5.1 溅射V2O5薄膜 263

10.5.2 PLD V2O5薄膜 272

10.5.3 CVD V2O5薄膜 273

10.5.4 蒸发技术制备的V2O5薄膜 273

10.5.5 静电雾化沉积法制备的V2O5薄膜 275

10.5.6 溶液技术法制备的V2O5薄膜 275

10.5.7 小结 276

10.6 MoO3薄膜 277

10.6.1 液体电解质 277

10.6.2 固体电解质 278

10.6.3 小结 279

10.7 总结 279

参考文献 281

第11章 高性能环保汽车中新型锂离子电池的研发进展 Hideaki Horie 290

11.1 引言 290

11.2 驱动电动车的能源 290

11.3 对锂离子电池高功率特性的要求 292

11.4 电池的热性能与电池体系的稳定性 300

延伸阅读材料 302