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目 录1

第1章锂离子电池的发展1

1.1 电池的发展过程及我国的电池发展简史1

1.2 高性能电池的参数2

1.3 锂离子电池的诞生过程3

1.4 与电池有关的一些基本概念5

1.5 锂离子电池的原理、发展及其特点7

1.6 我国发展锂离子电池产业的必要性10

1.7锂离子电池的结构11

1.8本书内容说明12

参考文献13

第2章锂离子电池主要材料的选择要求及其研究方法14

2.1 负极材料的选择14

2.2 正极材料的选择要求14

2.3 电解质的选择要求15

2.3.1 液体电解质15

2.3.2全固态电解质16

2.4.1 X射线衍射法17

2.4 锂离子电池材料的一些研究方法17

2.3.3 凝胶型聚合物电解质的选择要求17

2.4.2 X射线光电子能谱法19

2.4.3 红外光谱和拉曼光谱21

2.4.4 电镜法25

2.4.5 比表面积测量27

2.4.6交流阻抗谱仪27

2.4.7循环伏安法30

2.4.8 电化学石英晶体微量天平32

2.4.9 热分析法36

2.4.10核磁共振法38

参考文献41

第3章碳基负极材料42

3.1碳材料科学的发展简史42

3.2碳材料的一些性能45

3.2.1碳材料的结构45

3.2.2 石墨晶体的拉曼光谱47

3.2.3碳材料的种类48

3.2.4碳化过程和石墨化过程49

3.2.5碳材料的表面结构53

3.3石墨化碳负极材料54

3.2.1 锂在石墨中的插入行为54

3.3.2初期的石墨化负极材料57

3.3.3 石墨化中间相碳微珠57

3.3.4 石墨的电化学行为61

3.3.5 石墨化碳纤维64

3.3.6其它石墨化碳材料66

3.4.1 小分子裂解碳67

3.4无定形碳材料67

3.3.7石墨化碳材料的一些通性67

3.4.2聚合物裂解碳68

3.4.3低温处理其它碳前驱体70

3.4.4 无定形碳材料的一些通性72

3.4.5 锂在无定形碳材料中的储存机理72

3.5碳材料的改性76

3.5.1 引入非金属76

3.5.2引入金属元素77

3.5.3 表面处理78

3.5.4采用机械化学法84

3.6其它碳负极材料85

3.6.1 富勒烯85

3.5.5 其它方法85

3.6.2 碳纳米管87

3.7碳负极材料与电解质之间的界面91

3.8 国内部分工业产品介绍93

参考文献94

第4章非碳基负极材料97

4.1 氮化物97

8.3.1 Li1+xV3O8的结构 199

4.2硅及硅化物99

4.3 锡基氧化物和锡化物101

4.3.1 氧化物的研究102

4.3.2复合氧化物105

4.3.3锡盐107

4.3.4其它锡化物108

4.4新型合金109

4.4.1锡基合金109

4.4.2硅基合金114

4.4.3锑基合金负极材料115

4.4.4其它合金118

4.5钛的氧化物120

4.5.1 Li4/3Ti5/3O4的结构和电化学性能120

4.5.2 Li4/3Ti5/3O4的改性123

4.5.3 其它钛的化合物负极材料124

4.6 纳米氧化物负极材料125

4.7其它负极材料126

参考文献126

第5章氯化钴锂正极材料130

5.1 氧化钴锂的物理性能130

5.2 氧化钴锂的制备方法131

5.3氧化钴锂的热稳定性132

5.4 固相法制备氧化钴锂的电化学性能133

5.5 喷雾干燥法制备氧化钴锂的电化学性能134

5.6 溶胶－凝胶法制备氧化钴锂的电化学性能134

5.7氧化钴锂的改性134

5.7.1 氧化钴锂的搀杂135

5.7.2氧化钴锂的包覆137

5.8其它方法制备的LiCoO2138

5.10尖晶石型氧化钴锂140

5.9 氧化钴锂的回收制备140

参考文献141

第6章氧化镍锂正极材料143

6.1 氧化镍锂的物理化学性能143

6.2 氧化镍锂的固相反应制备144

6.3 固相法制备的氧化镍锂的电化学性能145

6.4氧化镍锂的改性147

6.4.1 溶胶－凝胶法制备的氧化镍锂147

6.4.2 单一元素的搀杂148

6.4.3 多种元素的搀杂154

6.4.4氧化镍锂的包覆157

参考文献159

6.5 其它方法制备的LiNiO2159

第7章氧化锰锂正极材料161

7.1 隧道结构的氧化物161

7.2层状结构的氧化锰锂163

7.2.1正交LiMnO2163

7.2.2层状Li2MnO3167

7.3.1 尖晶石LiMn2O4的结构和电化学性能168

7.2.3 其它层状氧化锰锂化合物168

7.3尖晶石结构氧化锰锂168

7.3.2 尖晶石LiMn2O4的通常制备170

7.3.3 尖晶石LiMn2O4容量衰减原因171

7.3.4 尖晶石LiMn2O4的改性172

7.3.5 尖晶石LiMn2O4的机械化学法制备184

7.3.6 尖晶石LiMn2O4的其它制备方法185

7.4 尖晶石Li4Mn5O12186

7.5其它氧化锰锂正极材料187

参考文献187

第8章钒的氧化物及其它正极材料191

8.1 钒的氧化物的种类191

8.2 α-V2O5及其锂化衍生物191

8.2.1 五氧化二钒的制备193

8.2.2 五氧化二钒的电化学性能194

8.2.3 五氧化二钒的改性196

8.2.4 五氧化二钒的锂化产物及其电化学性能198

8.3.2 Li1+xV3O8的合成法199

8.3 Li1+xV3O8199

8.3.3 Li1+xV3O8的电化学性能200

8.3.4 Li1.2V3O8202

8.4其它钒的氧化物203

8.4.1层状Na1+xV3O8203

8.4.2 V6O13203

8.4.4层状LiVO2204

8.4.5 Li0.6V2-δO4-δ204

8.4.3 Li6V5O15204

8.4.6 尖晶石LixV2O4205

8.5 5V正极材料206

8.5.1 尖晶石结构LiMn2－xMxO4（M=Cr、Co、Ni和Cu）206

8.5.2 反尖晶石V[LiM]O4[M=Ni,Co]208

8.6 多原子阴离子正极材料209

8.6.1橄榄石结构LiFePO4210

8.6.2层状结构VOPO4212

8.6.3 NASICON的多原子阴离子正极材料213

8.6.4其它多原子阴离子正极材料215

8.7.1 铁的化合物217

8.7其它正极材料217

8.7.2铁的其它化合物218

参考文献219

第9章非水液体电解质222

9.1 一些有机溶剂的物理性能和影响电导率的因素222

9.2 部分有机溶剂的制备和纯化225

9.3 电解质锂盐226

9.3.1 六氟磷酸锂（LiPF6）227

9.3.2有机电解质锂盐229

9.4 电解液的离子导电性能234

9.5 影响电池性能的几个因素237

9.5.1 电化学窗口237

9.5.2 与电极的反应238

9.6 部分电解液体系对电极材料性能的影响239

9.6.1 丙烯碳酸酯电解液体系240

9.6.2 乙烯碳酸酯电解液体系243

9.6.3其它溶剂246

9.7.1 防止过充电247

9.7 有机电解液体系的其它研究247

9.7.2 阻燃性电解液248

9.7.3 改善SEI膜249

9.7.4减少酸含量251

9.7.5增加电导率251

9.7.6 改善低温性能252

9.8部分电解液工业产品的性能252

参考文献253

10.1 无机固体电解质256

第10章固体电解质256

10.2 无机电解质的导电理论257

10.3 晶体电解质258

10.4玻璃态电解质260

10.4.1 氧化物玻璃态电解质260

10.4.2 硫化物玻璃态电解质262

10.4.3玻璃体电解质的压实266

10.5熔融盐电解质267

10.6 聚合物电解质的发展及分类268

10.7 聚合物电解质的相结构269

10.8 聚合物电解质的离子导电模型271

10.9聚氧化乙烯273

10.9.1 与其它聚合物共混275

10.9.2形成共聚物276

10.9.3 生成交联聚合物279

10.9.4形成枝状聚合物281

10.9.5 改变搀杂盐282

10.9.6加入无机填料283

10.9.7增加主链的柔性288

10.11 聚甲基丙烯酸酯291

10.10 聚丙烯腈系聚合物电解质291

10.12 单离子聚合物电解质292

10.13其它聚合物电解质294

10.13.1 聚合物电解质之间的复合294

10.13.2 有机－无机复合电解质295

10.14 聚合物电解质其它方面的研究297

10.14.1 聚合物电解质与电极界面的研究297

10.14.2 新型聚合物体系的理论研究和探索297

参考文献298

11.1凝胶聚合物电解质的研究及其分类301

第11章凝胶聚合物电解质301

11.2 PEO基凝胶电解质302

11.2.1 非交联PEO凝胶电解质303

11.2.2 交联PEO凝胶电解质305

11.3PAN基凝胶电解质306

11.3.1 PAN基凝胶电解质的作用机理和影响因素306

11.3.2 聚丙烯腈共聚物的凝胶聚合物电解质309

11.3.3 PAN交联凝胶电解质310

11.4.1 PMMA基凝胶电解质的电化学性能311

11.4 PMMA基凝胶电解质311

11.4.2 PMMA基凝胶电解质的改性312

11.5含氟凝胶聚合物电解质314

11.5.1 含氟聚合物的物理性能314

11.5.2 含氟体系凝胶聚合物的制备及其电化学性能318

11.5.3含氟聚合物凝胶电解质的改性319

11.6其它类型的凝胶聚合物电解质321

参考文献322

第12章锂离子电池材料的最新制备技术326

12.1复合技术326

12.1.1 负极材料326

12.1.2 正极材料328

12.2.1负极材料330

12.2纳米技术330

12.2.2导电剂331

12.3涂层技术332

12.3.1LiCoO2332

12.3.2 LiMn2O4333

12.3.4 5V正极材料334

12.4非经典技术334

12.3.3 V2O5正极材料334

12.4.1机械化学法335

12.4.2溶液氧化还原法336

12.4.3离子交换法336

12.4.4水热法336

12.4.5模板法337

12.4.6燃烧法337

12.4.7其它方法338

参考文献339

13.1.1 安全阀342

13.1 锂离子电池的构成342

第13章锂离子电池的生产和检测342

13.1.2正温度系数端子343

13.1.3隔膜343

13.2 锂离子电池的生产流程344

13.2.1 液体电解质锂离子电池的生产344

13.2.2 聚合物锂离子电池的生产348

13.2.3 微型锂离子电池的生产349

13.2.4 大型锂离子电池的生产354

13.3.1 锂离子电池的化成和分容356

13.3锂离子电池的化成和分容、出厂检验和试验室锂离子电池的检测356

13.3.2 锂离子电池的出厂检验357

13.3.3试验室锂离子电池的检测357

13.4锂离子电池的安全检测358

参考文献358

第14章锂离子电池的充放电行为360

14.1 锂离子电池的充放电方式361

14.2 液体电解质锂离子电池的充放电行为362

14.3 聚合物锂离子电池的充放电行为365

14.4 全固态锂离子电池的充放电行为367

14.5 大容量锂离子电池的充放电行为368

14.6微型锂离子电池370

14.7 锂离子电池的使用371

参考文献371

第15章锂离子电池的应用373

15.1 锂离子电池在电子产品方面的应用373

15.2 锂离子电池在交通工具方面的应用374

15.2.1现代汽车374

15.2.2 电动车374

15.3锂离子电池在航空航天领域的应用381

15.4在军事方面的应用382

15.5微型机电系统和其它微型器件382

15.6 锂离子电池在其它方面的应用384

参考文献385

第16章我国与锂离子电池有关的主要资源情况及其分布387

16.1 石墨资源387

16.1.1 石墨的一些物理化学性能及其工业用途387

16.1.3 石墨矿床的类型388

16.1.4 石墨矿床的主要工业指标388

16.1.2 石墨资源的种类388

16.1.5 石墨矿石的物质组成和主要特征389

16.1.6 石墨矿资源的分布389

16.1.7 石墨产品的质量标准390

16.1.8 石墨矿的综合利用工艺391

16.1.9 其它石墨产品393

16.2锂资源393

16.2.1 锂的发现及用途393

16.2.2 锂矿资源的种类及其分布394

16.3.2 钴资源的种类和分布395

16.3钴资源395

16.3.1钴的发现和用途395

16.4镍资源396

16.4.1 镍的性质和用途396

16.4.2 镍资源的种类和分布397

16.5 锰资源397

16.5.1 锰的性质及其用途397

16.5.2锰矿资源的种类及分布398

参考文献398

附录国内与锂离子电池有关的主要企业名录399