锂离子电池原理与关键技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄可龙 等 著

图书标签:

• 锂离子电池
• 电池原理
• 电化学
• 材料科学
• 储能技术
• 新能源
• 电池技术
• 充电电池
• 可充电电池
• 能源材料

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122016720

版次：1

商品编码：10068007

包装：平装

丛书名： 化学电源技术丛书

开本：16开

出版时间：2008-02-01

用纸：胶版纸

页数：362

正文语种：中文

内容简介

　　本书是《化学电源技术丛书》的一个分册。书中介绍了锂元素的物理化学性质；锂离子电池的基本概念与组装技术；正极材料的微观组成与电化学性能；负极材料、电解液、电极材料的研究方法以及锂离子电池的应用与展望。本书汇集了国内外研究者的最新科技成果与相关技术，体现了锂离子电池当今发展和研究的趋势，是化学、物理、材料等学科的基础理论研究与应用技术的前沿集成反映。
　　本书适合于高等学校、科研院所、相关企业从事化学电源研发的科研人员、管理工作者和生产技术人员等，同时可作为相关专业的师生学习参考用书。

内页插图

目录

第1章　锂元素的物理、化学性质
参考文献

第2章　锂离子电池的基本概念与组装技术
2.1　锂离子电池的工作原理和特点
2.1.1　工作原理
2.1.2　锂离子电池的主要特点

2.2　锂离子电池的电化学性能
2.2.1　锂离子电池的电动势
2.2.2　电池开路电压
2.3　锂离子电池的类型

2.4　锂离子电池的设计
2.4.1　电池设计的一般程序
2.4.2　电池设计的要求
2.4.3　电池性能设计
2.4.4　AA型锂离子电池的结构设计
2.4.5　电池保护电路设计
2.4.6　锂离子电池监控器
2.4.7　锂离子电池体系热变化与控制

2.5　锂离子电池的基本组成及关键材料
2.5.1　电极材料
2.5.2　电池组装工艺与技术
参考文献

第3章　正极材料
3.1　正极材料的微观结构
3.1.1　LiCoO2材料
3.1.2　LiNiO2材料
3.1.3　LiMn2O4材料
3.1.4　磷酸体系化合物

3.2　正极材料的分类及电化学性能
3.2.1　层状锂钴氧化物
3.2.2　层状锂镍氧化物
3.2.3　尖晶石型氧化物
3.2.4　复合层状氧化物
3.2.5　其他层状氧化物
3.2.6　层状二硫族化物正极材料
3.2.7　三硫族化物及相关材料
3.2.8　磷酸盐体系
3.2.9　有机导电聚合物材料

3.3　正极材料的制备方法
3.3.1　溶剂热法合成
3.3.2　高温反应法
3.3.3　溶胶-凝胶法
3.3.4　低温固相反应法
3.3.5　电化学合成法
3.3.6　机械化学活化法
参考文献

第4章　负极材料
4.1　负极材料的发展
4.1.1　金属锂及其合金
4.1.2　碳材料
4.1.3　氧化物负极材料
4.1.4　其他负极材料
4.1.5　复合负极材料

4.2　负极材料的特点及分类
4.2.1　负极材料的特点
4.2.2　负极材料的分类

4.3　晶体材料和非晶化合物
4.3.1　石墨类碳材料
4.3.2　无定形碳材料
4.3.3　碳材料性能的改进方法
4.3.4　锡基材料
4.3.5　硅基材料
4.3.6　合金材料
4.3.7　复合物材料
4.3.8　过渡金属氧化物
4.3.9　其他

4.4　纳米电极材料
4.4.1　碳纳米材料
4.4.2　纳米金属及纳米合金
4.4.3　纳米氧化物

4.5　其他类型材料
4.5.1　锂金属氮化物
4.5.2　锂钛复合氧化物Li4/3Ti5/3O4

4.6　膜电极材料
4.6.1　薄膜电极材料的制备方法
4.6.2　薄膜电极材料的分类
参考文献
第5章　电解质
第6章　电极材料研究方法
第7章　锂离子电池的应用与展望
参考文献

前言/序言

固态电池：下一代储能技术的深度解析 本书聚焦于当前能源领域最前沿、最具颠覆性的技术方向——固态电池。 随着全球对可持续能源解决方案的迫切需求，传统液态电解质锂离子电池在能量密度、安全性及循环寿命方面已接近其理论极限。固态电池，凭借其使用固态电解质替代传统有机电解液的革命性设计，被公认为实现更高能量密度、本质安全以及更长使用寿命的关键路径。本书旨在为材料科学家、电化学工程师、能源设备制造商以及相关领域的研究人员提供一个全面、深入且高度实用的技术指南。 第一部分：固态电池的理论基石与材料科学 本部分将系统阐述固态电池的基本工作原理，并详细剖析构成其核心性能的关键材料体系。 第一章：固态电池的原理与优势 1.1 锂离子电池的局限性回顾：从热失控风险到能量密度瓶颈。 1.2 固态电池的定义、基本结构（正极/固态电解质/负极）与工作机制。 1.3 固态电池相较于液态电池在安全性（热稳定性、抑制枝晶）、能量密度（兼容高电压正极与金属锂负极）和循环寿命方面的理论优势分析。 1.4 固态电池的分类：聚合物基、氧化物基、硫化物基等不同体系的概述。 第二章：高性能固态电解质的筛选与设计 固态电解质是决定固态电池性能的“心脏”。本章将深入探讨当前主流固态电解质的化学特性、离子传导机制及其面临的工程挑战。 2.1 无机固态电解质： 氧化物电解质（如LLZO、LAGP）： 晶体结构、局域结构与锂离子跳跃机制。高离子电导率的实现路径，烧结工艺对界面接触的影响。 硫化物电解质（如LGPS、argyrodite系列）： 极高的锂离子迁移率及其制备中的空气敏感性控制。与电极的界面反应动力学研究。 2.2 聚合物固态电解质（SSEs）： 基于聚氧化乙烯（PEO）的体系： 离子传导依赖于聚合物链段运动的机制。提高室温离子电导率的策略（如添加锂盐、共聚改性）。 复合型聚合物电解质： 引入无机纳米填料（如SiO2、Al2O3）以提高机械强度和抑制锂枝晶生长的协同效应。 2.3 混合固态电解质： 结合无机材料的稳定性和聚合物的柔韧性，实现界面优化。 第三章：正极与负极材料的界面适配性 固态电池的性能高度依赖于电解质与电极材料之间的接触质量与化学稳定性。 3.1 高电压正极材料的选择与兼容性： 传统富锂锰基材料在固态环境下的电压稳定性窗口分析。 固态电解质与高电压镍钴锰（NCM）材料的电化学兼容性问题（如相变、阻抗增加）。 3.2 金属锂负极的挑战与界面工程： 锂金属负极的析锂/脱锂行为与枝晶生长机制的微观模拟。 界面稳定化技术：使用阻挡层（Buffer Layer）或原位形成界面相（SEI-like layer）以抑制界面反应和机械应力导致的失效。 3.3 电极/电解质界面的电化学阻抗分析： 界面接触电阻的测试方法（EIS）与降低策略。 第二部分：关键工程技术与制造工艺 实现固态电池的商业化，必须突破一系列制造和工程化瓶颈。本部分聚焦于固态电池的关键制造技术。 第四章：电极浆料制备与电极结构设计 固态电池的电极结构设计与液态电池截然不同，需要优化固-固接触。 4.1 “三明治”结构与“复合电极”结构： 两种主流电极构型的优缺点对比。 4.2 固态电极浆料的制备技术： 溶剂法、熔融法和干法工艺在不同电解质体系中的应用。关键在于均匀分散导电剂、活性物质与电解质。 4.3 电极的压实与界面应力控制： 如何通过精确的压制压力，在保证机械稳定性的同时，优化颗粒间的接触面积。 第五章：全电池的组装与封装技术 固态电池对环境的敏感性要求极高的组装工艺控制。 5.1 湿度与氧气控制： 硫化物电解质对水汽的极端敏感性，高标准惰性气体环境下的操作要求。 5.2 软包与叠片工艺： 针对固态电芯的特殊叠片/卷绕工艺设计，考虑材料的脆性与蠕变特性。 5.3 密封技术： 解决固态电解质在充放电循环中的体积变化所带来的密封失效问题，确保电池长期气密性。 第六章：固态电池的性能评估与诊断 准确评估固态电池的真实性能需要专门的测试方法和分析工具。 6.1 电化学性能测试： 循环稳定性、倍率性能与低温性能的测试规范。 6.2 原位（In-situ）与非破坏性表征技术： 利用X射线衍射（XRD）和中子衍射（ND）监测晶相变化和锂离子分布。 电池层析成像（Tomography）技术在可视化枝晶生长和界面缺陷方面的应用。 6.3 失效分析： 固态电池寿命终结的主要模式（界面阻抗升高、活性物质粉化、枝晶穿透等）的系统性诊断。 第三部分：前沿挑战与未来展望 第七章：金属锂负极固态电池的商业化之路 金属锂负极是实现超高能量密度的必然选择，但其工程化难度最大。 7.1 锂枝晶的抑制机制： 基于电化学势场调控和机械应力屏障的综合策略。 7.2 高压/高容量体系的热管理： 尽管固态电池更安全，但高能量密度依然需要精确的热管理系统（TMS）设计。 7.3 成本控制与规模化生产的经济模型分析。 第八章：下一代固态电池的探索 展望固态电池技术更远期的发展方向。 8.1 全固态钠离子电池的潜力： 资源可得性与低成本化路线的探讨。 8.2 氧化还原穿梭效应的消除： 探索具有更宽电化学稳定窗口的新型电解质。 8.3 集成化与系统设计： 固态电池模组（Pack）的创新设计，以最大化能量密度并简化热管理结构。 本书立足于扎实的电化学理论，结合最新的实验数据和工程实践，旨在提供一个全面且深入的视角，驱动固态电池技术从实验室走向大规模商业应用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的学术严谨性毋庸置疑，但它最吸引我的地方，恰恰在于它对未来趋势的洞察力，这一点在书的后半部分展现得淋漓尽致。作者在展望下一代高镍正极材料的稳定性挑战时，没有止步于指出问题，而是系统性地对比了包覆改性、掺杂改性和梯度结构设计这三种主流解决思路的利弊，并且给出了未来可能的研究方向预测。这种前瞻性，让这本书超越了简单的“技术手册”范畴，更像是一份具有行业指导意义的“路线图”。特别是关于全固态电池的安全性与界面阻抗平衡的讨论，作者引用了最新的研究成果，论证得清晰有力，让人对未来的技术迭代充满信心。对于我们这些需要提前布局下一代技术研发的团队而言，这本书提供的不仅是知识，更是一种思考的框架和创新的起点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排逻辑，像是一部结构严谨的交响乐。开篇的引子部分奠定了宏大的背景，随后进入到如同一部部精妙乐章的各个技术模块。我个人非常喜欢它对“电池管理系统（BMS）”相关技术的阐述方式。它没有将BMS视为一个孤立的软件模块，而是紧密地将其置于电芯的物理和化学特性约束之下进行讨论。例如，如何根据不同材料体系的绝热温升速率来定制SOC（荷电状态）和SOH（健康状态）的估计算法，书中都有明确的指导。这种跨学科的整合能力，极大地拓宽了我的视野。它让我意识到，优秀的电池设计是电化学、热力学、材料科学与控制工程完美融合的产物。对于那些希望在新能源汽车或储能系统领域深耕，需要横跨多个技术栈的工程师来说，这本书提供的综合视角是无可替代的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当有质感，那种深邃的蓝色调和银白色的字体搭配，立刻让人感受到它在技术深度上的分量。我是在研究下一代储能技术时偶然接触到它的，起初有点担心内容过于晦涩，毕竟“原理与关键技术”听起来就不是轻松读物。然而，翻开目录，我发现作者的架构设计非常精妙。它没有一上来就堆砌复杂的电化学方程，而是先用非常清晰的图示和历史脉络，把锂离子电池的诞生和发展串联起来。特别是关于SEI膜形成机理那一部分，作者用一种近乎讲故事的方式，把原本枯燥的界面化学过程描绘得层次分明，让我这个非科班出身的人也能迅速抓住核心逻辑。更令人称道的是，它对不同正负极材料的优缺点对比分析，绝不仅仅停留在“能量密度高低”的表面，而是深入探讨了它们在循环寿命、倍率性能以及安全风险上的内在矛盾，这种全景式的分析，对于制定产品路线图的工程师来说，无疑是极其宝贵的参考。这本书的价值，在于它架设了一座从基础科学到工程应用的坚实桥梁，让人读完后，对这个领域会有一个更系统、更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，简直像是在进行一次由顶尖专家领航的深度工业考察。我尤其欣赏作者在讨论“关键技术”时所展现出的那种实战经验。比如，关于热失控的章节，它没有停留在理论模型推导，而是详细拆解了导致热失控的几种典型触发路径——包括内部短路、过充以及机械滥用——并配上了详尽的案例分析图谱。这部分内容对我日常的电池包设计安全裕度评估帮助极大，它不仅告诉我“什么会发生”，更关键的是解释了“为什么会发生，以及如何通过结构设计去规避”。再比如，关于电池制造工艺的描述，从浆料的配制均匀度到电芯的卷绕精度，作者的笔触细致入微，仿佛能透过文字看到洁净厂房里的精密操作。很多教科书会忽略这些工程细节，但恰恰是这些细节决定了最终产品的可靠性。这本书将这些“黑箱操作”打开，让读者得以一窥高端电池制造的门道，非常适合那些想要从理论走向量产的研发人员。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，初读这本书时，我最大的感受是其内容的密度和广度。它涉及的知识面极宽，从基础的电化学热力学，到复杂的电解液组分设计，再到前沿的固态电解质研究，几乎覆盖了目前锂电池领域的每一个热点角落。我特别对其中关于“电极/电解液界面副反应动力学”的论述印象深刻。作者似乎有一种魔力，能把那些高速进行的微观反应，通过简化的动力学模型展现出来，同时又保持了高度的准确性。这种在深度与可读性之间找到平衡点的能力，是很多专业书籍难以企及的。读完关于快充技术的那几章，我立刻尝试调整了我的脉冲充电策略，效果立竿见影，电池的内阻曲线得到了显著改善。这本书不仅仅是知识的堆砌，它更像是一套经过时间检验的“方法论宝典”，教会你如何科学地分析和解决实际工程问题，而不是仅仅停留在概念层面。

评分☆☆☆☆☆

学习锂电池必备！！！非常好

评分☆☆☆☆☆

书本损害程度较严重

评分☆☆☆☆☆

半夜买的一早就到了！大赞京东物流。

评分☆☆☆☆☆

物流很给力，包装很好，速度超快~

评分☆☆☆☆☆

嘻嘻，看了收获很多，质量很好。

评分☆☆☆☆☆

虽然我母亲那个年代的人都认为女孩子不必读太多书，我母亲却非常鼓励我读书。她对我说："我觉得世界上最难的一件事就是读书，其他事情，像女红、烹调，都可以一学就会，只有读书不能一学就会，因为习惯是最难养成的。"

评分☆☆☆☆☆

(97%好a评)

评分☆☆☆☆☆

￥46.40V(8折)

评分☆☆☆☆☆

d都是基础书籍，入了个门 就得看文献自己研究了