能源是现代社会的基础。锂离子二次电池作为新兴的能源材料中的重要一员,正在发挥着越来越重要的作用。虽然它诞生于20世纪90年代初期,但至今国内较系统地专门介绍锂离子二次电池的论著却相当少。本书中的许多内容反映了国际、国内的最新研究成果。本书在编写过程中力求做到基本概念清楚,易于理解。它对从事电池行业的相关人员具有较高的参考价值和现实指导意义,也可作为大专院校相关专业教师和学生的参考书。
锂离子二次电池(或简称为锂二次电池)诞生于20世纪90年代初,可当今国内系统论述该领域的书却几乎找不到。在国内前辈和同行的支持、鼓励下,尽管非常困难,但我们终于进行了尝试,决定写一本有关锂离子二次电池方面的书。由于是第一次尝试,书中还有许多方面不能较系统地涉及到,这是我们感到不足的地方。另外,由于我们的水平有限,时间短促,书中错误在所难免,希望本书出版以后能得到国际、国内同行的进一步指点,以期有机会改进。 本书主要讲述锂二次电池的原理、发展和一些基本概念,包括正极材料、负极材料、非水液体电解质、聚合物电解质、无机电解质和电解质锂盐,还包括其他辅助材料及其特点与应用。该书不仅可以作为本科生的课外学习资料,也可以作为研究生的参考书,同时对从事锂二次电池研究和开发的工作人员具有较高的参考价值和指导意义。我们希望本书的出版对促进国内锂二次电池的发展能有所裨益。 在本书的编写过程中,得到了以下教授和博士的帮助和支持,在此表示衷心的感谢(以下排名顺序不分先后,尊称略):YAihara,MJak,SHLee,MLLiu,ALisowskaOleksiak,AManthiram,MMastragostino,MAMehta,PNovak,DGPark,SIPyun,D.Rahner,R.Rubino,Y.Saito,L.G.Scanlon,M.Y.Song,J.Tegenfeldt,M.M.Thackeray,E.Tsuchida,I.M.Ward,M.Winter,A.Yamada,L.T.Yu等。 在本书的编写过程中,还得到了武汉力兴电源有限公司、厦门宝龙电源实业有限公司、深圳比亚迪公司的支持与帮助。在此表示深深的感谢! 化学工业出版社对本书的出版给予了大力支持和帮助,对他们的工作表示深深的谢意和敬意! 最后感谢刘芳林女士在本书的编写过程中所做的工作,没有她的帮助,本书的完成是难以想像的! 编者 2002年3月
前言 第1章锂二次电池的原理、发展和一些基本概念1 11充电电池的基本原理及电池反应1 12锂二次电池的诞生及发展过程3 121锂二次电池的诞生3 122锂二次电池的研究及发展过程4 13锂二次电池的分类及原理8 131锂二次电池的分类8 132锂离子电池的工作原理8 133锂/聚合物二次电池的工作原理9 14锂二次电池的结构9 参考文献10 第2章正极材料12 21正极材料的选择12 22氧化钴锂14 221层状氧化钴锂14 2211溶胶?凝胶法制备层状氧化钴锂16 2212喷雾干燥法制备层状氧化钴锂17 2213其他方法17 222尖晶石型氧化钴锂18 23氧化镍锂19 231氧化镍锂的性能19 232氧化镍锂的改性19 2321掺杂元素改性氧化镍锂20 2322溶胶?凝胶法制备氧化镍锂22 24锰的氧化物23 241隧道结构23 2411α?MnO2及锂化α?MnO224 2412β?MnO225 2413γ?MnO225 2414斜方?MnO226 2415正交Na044MnO227 242层状结构的氧化锰锂27 2421层状结构LiMnO228 2422Li2-xMnO3-x/2及锂化衍生物28 2423正交LiMnO229 243Li?Mn?O尖晶石结构30 2431Li【Mn2】O4尖晶石31 2432Li4Mn5O9和Li4Mn5O1244 2433富氧和缺氧尖晶石LiMn2O4±δ45 2434薄膜LiMn2O445 25Li?V?O化合物46 251层状化合物Li?V?O46 2511LiVO247 2512α?V2O5及其锂化衍生物47 2513Li12V3O849 2514Li06V2-δO4-δ·H2O和Li06V2-δO4-δ49 2515无定形V2O551 2516钒氧化物的掺杂51 2517溶胶?凝胶法制备钒的氧化物51 2518其他方法制备钒的氧化物53 252尖晶石Li【V2】O454 265V正极材料54 261尖晶石结构LiMn2-xMxO4(M=Cr、Co、Ni和Cu)55 262反尖晶石V【LiM】O4(M=Ni、Co)55 27多阴离子正极材料56 271橄榄石结构56 272NASICON框架58 28其他正极材料61 281铁的化合物61 2811Fe3O461 2812LiFeO262 2813其他铁化合物63 282铬的氧化物63 283钼的氧化物64 284其他化合物65 参考文献66 第3章负极材料78 31碳材料种类及结构78 311碳材料的结构78 312石墨晶体的拉曼光谱80 313碳材料的结构82 314石墨化过程83 315碳材料的表面结构83 32石墨化碳材料86 33无定形碳材料92 34碳材料的改性94 341引入非金属94 342引入金属元素97 343表面处理99 3431氧化处理99 3432表面涂层101 344其他方法103 35锂在碳材料中的插入机理104 351锂分子Li2机理105 352多层锂机理105 353晶格点阵机理106 354弹性球?弹性网模型107 355层?边端?表面储锂机理107 356纳米级石墨储锂机理108 357碳?锂?氢机理109 358单层墨片分子机理109 359微孔储锂机理110 36氮化物112 37硅及硅化物114 38锡基材料115 381氧化物的研究115 382复合氧化物118 383锡盐120 384其他锡化物121 39新型合金121 310其他负极材料126 参考文献128 第4章非水液体电解质141 41设计有机溶剂电解质体系的一些基本概念142 411研究的一些有机溶剂及性能143 412锂盐145 413离子电导率145 414影响电池性能的几个因素149 42部分有机溶剂的研究及其对电极材料性能的影响150 421部分有机溶剂的研究150 4211碳酸丙烯酯150 4212碳酸乙烯酯151 4213其他溶剂153 422电解液组分对碳负极材料的影响153 4221具有石墨结构的沥青基碳纤维153 4222石墨化中间相微珠(MCMB)156 4223石墨发生剥离的机理探讨156 43电化学石英晶体微量天平157 44防过充电电解质160 45其他方面的研究163 参考文献164 第5章聚合物电解质167 51聚合物电解质的发展及分类167 52导电模型170 521VTF方程170 522动态键渗透模型170 523MN法则170 524有效介质理论171 53聚合物电解质的要求171 54聚氧化乙烯172 541形成共聚物172 5411与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的共聚173 5412与聚丙烯酰胺(PAAM)的共聚174 542生成交联聚合物175 543加入掺杂盐175 544加入有机增塑剂176 545加入无机填料176 55聚丙烯腈(PAN)为基的聚合物电解质180 551凝胶电解质的离子传导性180 552化学交联凝胶电解质184 553PAN基凝胶电解质的改善186 56聚甲基丙烯酸酯(PMMA)187 57聚偏氟乙烯(PVDF)系凝胶聚合物电解质189 571聚偏氟乙烯系聚合物及其特征189 572聚合工艺与纯度191 573结构和物理性能192 574溶解性及膨胀性192 575热稳定性、燃烧性和反应性193 576凝胶电解质的制备194 58聚膦嗪194 581聚膦嗪的合成195 582辐射交联195 583侧基结构对电导率的影响195 59单离子聚合物电解质197 510其他聚合物电解质200 5101聚合物电解质的复合200 5102有机?无机复合电解质200 51021高分子盐中电解质200 51022硅氧烷、硼氧烷与有机物结合形成的复合电解质201 参考文献203 第6章无机电解质210 61晶体电解质210 611Li3N基电解质211 612钙钛矿型固体电解质212 613NASION结构的A(I)B(IV)2(PO4)3214 62玻璃态电解质214 621氧化物玻璃态电解质215 6211氧化物玻璃体电解质的压实216 622硫化物玻璃态电解质218 6221Li3PO4?Li2S?SiS2的合成和玻璃态形成区218 6222离子电导率及其结构219 6223电化学稳定性221 6224组成电池的循环性能224 6225与聚合物的复合224 63熔融盐电解质224 参考文献227 第7章电解质锂盐230 71四氟硼酸锂230 711四氟硼酸锂的合成230 7111固相?气相法230 7112水溶液法231 7113非水溶液法232 712四氟硼酸锂的纯化233 72六氟磷酸锂234 721LiPF6的传统制备方法234 722络合法237 723溶液法238 73三氟甲基磺酸锂239 74二(三氟甲基磺酰)亚胺锂及其类似物240 75二(多氟烷氧基磺酰)亚胺锂241 76三(三氟甲基磺酰)甲基锂241 77其他锂盐242 参考文献244 第8章金属锂二次电池247 81金属锂负极248 811金属锂负极的两个基本概念248 812锂沉积和溶解机理251 813充放电速率对FOM的影响253 82锂负极表面膜及其改性254 821锂本身的表面膜254 822电解质的影响255 823添加剂对表面膜的影响255 83锂/FeS2二次电池262 831高温Li/FeS2二次电池263 832中温Li/FeS2二次电池264 833室温Li/FeS2二次电池267 参考文献269 第9章锂二次电池聚合物正极材料274 91前言274 92聚乙炔276 93聚苯277 94聚苯胺278 95聚吡咯281 96聚噻吩284 97聚硫化物286 971硫及其活化、二硫化物286 972聚硫化物291 98复合正极材料294 981聚合物正极材料与无机材料的复合294 982聚合物正极材料与有机材料的复合297 99其他聚合物正极材料301 参考文献301 第10章锂二次电池其他材料和生产流程307 101胶粘剂307 1011含氟聚合物胶粘剂308 1012其他胶粘剂309 102隔膜311 1021隔膜的作用和性能311 1022隔膜材料312 1023膜的生产方法312 1024隔膜的一些性能313 1025隔膜对电池的影响314 10251组装过程314 10252电化学性能314 10253安全性315 103正温度系数端子(Positive temperature coefficient,PTC)316 104集电极317 105导电剂318 106锂二次电池的生产流程321 参考文献323 第11章锂二次电池的安全性检测326 111锂二次电池体系热量的产生326 112正常循环时发生的事故329 113锂二次电池的设计中采用的安全措施330 114安全测试331 115商品锂二次电池的安全测试要求333 参考文献334 第12章锂二次电池的特点及应用336 121锂离子电池的特点336 122锂二次电池在电子产品方面的应用337 123锂离子电池在交通工具方面的应用340 1231电动汽车340 1232混合动力汽车(HEV)344 124锂离子电池在航空航天领域的应用345 125锂离子电池在军事方面的应用348 126锂离子电池在医学方面的应用349 127锂二次电池在其他方面的应用349 参考文献351
ISBN:7-5025-4029-6
语种:中文
开本:32
出版时间:2004-02-02
装帧:平装
页数:352