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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