锂二次电池原理与应用

目录 贡献者列表 译者序 前言 第1章引言1 11电池的历史1 12电池技术的发展2 13锂二次电池的概述4 14锂二次电池的未来6 参考文献6 第2章电池化学的基础7 21电池的组成7 211电化学单元和电池7 212电池组件和电极7 213全电池和半电池8 214电化学反应和电势8 22电池电压和电流9 221电压9 222电流10 223极化11 23电池特性12 231容量12 232能量密度12 233功率12 234循环寿命13 235放电曲线13 第3章锂二次电池材料15 31正极材料15 311正极材料的发展史15 312正极材料的概述16 3121正极材料的氧化还原反应16 3122放电电压曲线17 3123正极材料的特性要求19 3124正极材料的工作原理19 锂二次电池原理与应用目录313正极材料的结构与电化学性质20 3131层状化合物20 3132尖晶石化合物39 3133橄榄石型化合物43 3134钒的化合物48 314通过表面修饰改善性能50 3141层状结构化合物51 3142尖晶石化合物52 3143橄榄石型化合物55 315正极材料的热稳定性55 3151电池安全的基本理论55 3152电池安全与正极材料59 3153正极的热稳定性60 316正极材料物理性质的预测与正极材料设计65 3161**性原理计算的介绍67 3162采用**性原理计算来预测和考察电极的物理性质69 参考文献73 32负极材料77 321负极材料的发展史77 322负极材料的概述77 323负极材料的类型与电化学特性79 3231金属锂79 3232碳材料79 3233非碳材料104 324小结121 参考文献122 33电解液125 331液体电解液126 3311液体电解液的要求126 3312液体电解液的组成126 3313液态电解液的性质130 3314离子液体132 3315电解液添加剂136 3316电解液热稳定性的改善141 3317液体电解液的发展趋势142 332聚合物电解质143 3321聚合物电解质的类型143 3322聚合物电解质的制备149 3323聚合物电解质的性质151 3324聚合物电解质的发展趋势152 333隔膜153 3331隔膜的功能153 3332隔膜的基本性质154 3333隔膜对电池装配的影响155 3334隔膜的抗氧化性156 3335隔膜的热稳定性157 3336隔膜材料的发展157 3337隔膜的制造工序159 3338隔膜的前景159 334粘结剂、导电剂与集流体160 3341粘结剂160 3342导电剂167 3343集流体169 参考文献170 34界面反应与特征173 341非水电解液的电化学分解173 342电极表面SEI膜的形成178 343负极电解液的界面反应180 3431锂金属电解液的界面反应181 3432石墨（碳材料）的界面反应186 3433SEI膜的厚度187 3434添加剂的影响189 3435非碳负极与电解液间的界面反应190 344正极电解液的界面反应193 3441氧化物正极的本征表面层193 3442氧化物正极的SEI膜194 3443氧化物正极的界面反应194 3444磷酸盐正极的界面反应199 345集流体电解液的界面反应199 3451铝的本征层200 3452铝的腐蚀200 3453铝表面钝化层的形成202 参考文献203 第4章电化学分析与材料性能分析206 41电化学分析206 411开路电压206 412线性扫描伏安法207 413循环伏安法207 414恒电流法209 4141电压截止控制法209 4142恒容截止控制法210 415恒压法210 4151恒压充电211 4152电势阶跃测试211 416恒电流间歇滴定法和恒电位间歇滴定法212 4161恒电流间歇滴定法212 4162恒电位间歇滴定法213 417交流阻抗分析213 4171原理213 4172等效电路模型215 4173电极特征分析的应用220 4174应用分析（1）：Al/LiCoO2/电解液/碳/Cu电池222 4175应用分析（2）：Al/LiCoO2/电解液/MCMB/Cu电池226 4176相对介电常数226 4177离子电导率227 4178扩散系数228 418EQCM分析229 参考文献232 42材料性能分析233 421X射线衍射分析233 4211X射线衍射分析原理233 4212Rietveld精修235 4213原位XRD236 422红外光谱和拉曼光谱240 4221红外光谱241 4222拉曼光谱244 423固态核磁共振光谱247 424X射线光电子能谱251 425X射线吸收光谱254 4251X射线吸收近边结构255 4252扩展X射线吸收精细结构255 426透射电镜260 427扫描电镜263 428原子力显微镜265 429热分析268 4210气相色谱质谱272 4211电感耦合等离子体质谱275 4212比表面积测试276 参考文献280 第5章电池设计和制造282 51电池设计282 511电池容量282 512电极电势与电池电压的设计284 513正极/负极容量比的设计285 514电池设计的实际应用287 52电池制造工序289 521电极制造工艺291 5211电极浆料的制备291 5212电极涂覆291 5213辊压工序292 5214分切工序292 5215真空干燥工序293 522装配工序293 5221卷绕工序293 5222卷芯入壳/正极极耳焊接/辊槽工序295 5223注液工序295 5224正极极耳焊接/封口/X射线检测/清洗工序295 523化成工序295 5231化成工序的目的295 5232步骤与功能295 参考文献296 第6章电池性能评估297 61电池充放电曲线297 611充放电曲线的重要性297 612充放电曲线的调整299 613过充曲线与充放电曲线300 62电池的循环寿命301 621循环寿命的重要性301 622电池循环寿命的影响因素302 63电池容量303 631概述303 632电池容量304 633电池容量的测试305 64倍率放电下的放电特性306 65温度特性307 651低温特性308 652高温特性308 66能量密度与功率密度（质量能量密度与体积功率密度）309 661能量密度309 662功率密度309 67应用309 671移动设备的应用310 672交通设备的应用310 673其他应用310