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1 聚合物锂离子电池的发展1

1.1　锂离子电池的诞生及其原理1

1.2　锂离子电池的优缺点及其发展4

1.2.1　锂离子电池的优点4

1.2.2　锂离子电池的缺点5

1.2.3　锂离子电池的发展5

1.3　聚合物锂离子电池的诞生、原理及其特点6

1.3.1 聚合物锂离子电池的诞生和原理6

1.3.2　聚合物锂离子电池的特点7

1.4　聚合物锂离子电池的发展及其种类7

1.5　聚合物锂离子电池的结构8

1.6　金属锂聚合物电池8

1.7　本书内容说明9

参考文献10

2　全固态聚合物电解质11

2.1 聚合物电解质的发展及分类11

2.2　聚合物电解质的相结构12

2.3　聚合物电解质的离子导电模型14

2.4　聚氧化乙烯15

2.4.1 与其它聚合物共混18

2.4.2　形成共聚物18

2.4.3　生成交联聚合物23

2.4.4　形成枝状聚合物26

2.4.5　改变掺杂盐27

2.4.6　加入无机填料28

2.4.7　加入有机增强剂36

2.4.8　增加主链的柔性37

2.4.9　其它方法40

2.5　单离子聚合物电解质40

2.6　其它聚合物电解质45

2.6.1　聚合物电解质之间的复合45

2.6.2　有机-无机复合电解质46

2.6.3　其它聚合物电解质48

2.7　熔融盐电解质50

2.8 聚合物电解质与电极的界面53

参考文献55

3　凝胶聚合物电解质59

3.1 凝胶聚合物电解质的研究及其分类59

3.2　凝胶聚合物电解质中常用的增塑剂及其电化学性能60

3.2.1 支持电解质锂盐60

3.2.2　增塑剂的选择要求63

3.2.3　增塑剂体系的其它性能改进65

3.3 PEO基凝胶电解质70

3.3.1　非交联PEO凝胶电解质71

3.3.2 交联PEO凝胶电解质73

3.3.3　加入填料的凝胶聚合物电解质75

3.4 PAN基凝胶电解质77

3.4.1 PAN基凝胶电解质的作用机理和影响因素77

3.4.2 聚丙烯腈共聚物的凝胶聚合物电解质79

3.4.3 PAN交联凝胶电解质80

3.5 PMMA基凝胶电解质80

3.5.1 PMMA基凝胶电解质的电化学性能81

3.5.2　PMMA基凝胶电解质的改性82

3.6 含氟凝胶聚合物电解质87

3.6.1 含氟聚合物的物理性能87

3.6.2 含氟体系凝胶聚合物的制备及其电化学性能89

3.6.3　含氟聚合物凝胶电解质的改性91

3.7　其它类型的凝胶聚合物电解质94

3.8　凝胶聚合物电解质的制备97

参考文献100

4　实用正极材料104

4.1 实用正极材料的种类104

4.2　氧化钴锂正极材料104

4.2.1　氧化钴锂的热稳定性106

4.2.2　氧化钴锂的电化学性能106

4.2.3　氧化钴锂的改性108

4.2.4　其它方法制备的LiCoO2114

4.3　氧化镍锂正极材料115

4.3.1 氧化镍锂的物理化学性能115

4.3.2　固相反应制备的氧化镍锂及其电化学性能116

4.3.3　氧化镍锂的改性117

4.3.4　其它方法制备的氧化镍锂124

4.4　尖晶石氧化锰锂LiMn2O4正极材料125

4.4.1 尖晶石LiMn2O4的结构和电化学性能125

4.4.2　尖晶石LiMn2O4的制备126

4.4.3 尖晶石LiMn2O4容量衰减原因127

4.4.4　尖晶石LiMn2O4的改性128

4.4.5　尖晶石LiMn2O4的其它制备方法136

4.5　LiFePO4正极材料137

4.5.1　LiFePO4的一些物理化学性能137

4.5.2　LiFePO4的热性能138

4.5.3　LiFePO4的改性139

4.5.4　采用其它方法142

4.6　三元复合正极材料143

4.6.1 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的结构143

4.6.2 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学反应特征144

4.6.3　合成方法对电化学性能的影响145

4.6.4 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的掺杂改性146

4.6.5　LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的同系物148

4.7　正极材料的表面膜149

4.8　部分工业产品及其性能151

4.8.1 部分工业氧化钴锂产品及其性能151

4.8.2　部分工业氧化镍锂产品及其性能151

4.8.3　其它工业正极产品152

参考文献153

5　其它正极材料的研究160

5.1 钒氧化物的种类160

5.2 α-V2O5及其锂化衍生物160

5.2.1　五氧化二钒的制备160

5.2.2 五氧化二钒的电化学性能161

5.2.3　五氧化二钒的改性164

5.2.4 五氧化二钒的表面膜166

5.2.5 五氧化二钒的锂化产物及其电化学性能166

5.3 Li1+xV3O8167

5.3.1 Li1+xV3O8的合成方法168

5.3.2　Li1+xV3O8的电化学性能168

5.3.3 Li1.2V3O8170

5.4　其它钒氧化物171

5.5　正交LiMnO2172

5.5.1 正交LiMnO2的结构172

5.5.2 正交LiMnO2的制备方法174

5.5.3 正交LiMnO2的电化学性能174

5.5.4 正交LiMnO2性能的改善175

5.6 5V正极材料182

5.6.1 尖晶石结构LiMn2-xMxO4182

5.6.2 尖晶石结构LiMn2-xCrxO4183

5.6.3 尖晶石结构LiMn2-xFexO4183

5.6.4 尖晶石结构LiMn2-xCoxO4183

5.6.5 尖晶石结构LiMn2-xNixO4184

5.6.6 尖晶石结构LiMn2-xCuxO4190

5.6.7 反尖晶石V[LiM]O4(M=Ni,Co)190

5.6.8 其它5V化合物192

5.7 多原子阴离子正极材料193

5.7.1 层状结构VOPO4及其锂化物193

5.7.2　NASICON的多原子阴离子正极材料195

5.7.3 其它多原子阴离子正极材料196

5.8　其它正极材料198

参考文献199

6　实用负极材料203

6.1 负极材料的研究203

6.2　碳材料的一些基本性能203

6.2.1　碳材料的结构203

6.2.2　石墨晶体的拉曼光谱204

6.2.3　碳材料的种类205

6.2.4　碳化过程和石墨化过程205

6.2.5　碳材料的表面结构206

6.3　石墨化碳负极材料207

6.3　石墨化中间相碳微珠207

6.3.2　石墨212

6.3.3　石墨化碳纤维215

6.3.4　其它石墨化碳材料217

6.4　石墨化碳负极材料的一些通性217

6.5　石墨化碳负极材料的改性219

6.5.1 引入非金属219

6.5.2　引入金属元素220

6.5.3　表面处理221

6.5.4　采用机械化学法227

6.5.5　其它方法228

6.6　碳负极材料表面的SEI膜229

6.7　负极材料在锂离子电池中的热效应232

6.8　碳负极材料在使用过程中的一些注意事项233

6.8.1 导电剂的影响233

6.8.2　黏合剂的影响234

6.8.3　其它因素的影响236

6.9　比表面积的影响239

6.10 部分工业产品及其性能239

参考文献241

7　其它负极材料的研究244

7.1 其它负极材料的种类244

7.2　无定形碳负极材料244

7.2.1 小分子裂解碳244

7.2.2　聚合物裂解碳245

7.2.3　低温处理其它碳前驱体246

7.2.4　无定形碳材料的一些通性247

7.2.5　锂在无定形碳材料中的储存机理248

7.2.6　无定形碳材料的改性249

7.3　氮化物252

7.4　硅及其复合物254

7.5　锡基氧化物和锡化物259

7.5.1 氧化物的研究259

7.5.2　复合氧化物261

7.5.3　锡盐263

7.5.4 其它锡化物263

7.6　新型合金264

7.6.1　硅基合金265

7.6.2 锡基合金266

7.6.3　锑基合金负极材料272

7.6.4　其它合金274

7.7 钛的氧化物276

7.7.1 Li4/3Ti5/3O4的结构和电化学性能276

7.7.2 Li4/3Ti5/3O4的改性277

7.7.3　其它钛化合物负极材料281

7.8　纳米氧化物负极材料282

7.9　碳纳米管284

7.9.1 多壁碳纳米管285

7.9.2　单壁碳纳米管286

7.10　其它负极材料287

7.11　金属锂289

参考文献291

8　聚合物锂离子电池的生产和检测297

8.1 聚合物锂离子电池的构成297

8.2　聚合物锂离子电池的生产流程297

8.2.1 聚合物锂离子电池的生产297

8.2.2 大型聚合物锂离子电池的生产302

8.2.3　金属锂聚合物电池的生产305

8.3 聚合物锂离子电池的化成和分容、出厂检验和实验室聚合物锂离子电池的检测305

8.3.1 聚合物锂离子电池的化成和分容306

8.3.2　聚合物锂离子电池的出厂检验307

8.3.3 实验室聚合物锂离子电池的检测307

8.4　聚合物锂离子电池的安全检测308

参考文献308

9　聚合物锂离子电池的充放电行为310

9.1　聚合物锂离子电池的充放电方式310

9.2　聚合物锂离子电池的充放电行为313

9.3　金属锂聚合物电池的充放电行为322

9.4　大容量聚合物锂离子电池的充放电行为323

参考文献324

10　聚合物锂离子电池的应用326

10.1 电子产品326

10.2　交通工具328

10.2.1　现代汽车328

10.2.2 电动自行车328

10.2.3　纯电动汽车329

10.2.4　混合动力汽车334

10.3　航空航天335

10.4　军事336

10.5　其它337

10.5.1　医疗337

10.5.2 电力储存系统339

10.5.3　其它方面340

参考文献340

附录 国内与聚合物锂离子电池有关的一些主要企业名录342