鋰離子電池原理與關鍵技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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黃可龍 等 著

圖書標籤:

• 鋰離子電池
• 電池原理
• 電化學
• 材料科學
• 儲能技術
• 新能源
• 電池技術
• 充電電池
• 可充電電池
• 能源材料

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122016720

版次：1

商品編碼：10068007

包裝：平裝

叢書名： 化學電源技術叢書

開本：16開

齣版時間：2008-02-01

用紙：膠版紙

頁數：362

正文語種：中文

內容簡介

　　本書是《化學電源技術叢書》的一個分冊。書中介紹瞭鋰元素的物理化學性質；鋰離子電池的基本概念與組裝技術；正極材料的微觀組成與電化學性能；負極材料、電解液、電極材料的研究方法以及鋰離子電池的應用與展望。本書匯集瞭國內外研究者的最新科技成果與相關技術，體現瞭鋰離子電池當今發展和研究的趨勢，是化學、物理、材料等學科的基礎理論研究與應用技術的前沿集成反映。
　　本書適閤於高等學校、科研院所、相關企業從事化學電源研發的科研人員、管理工作者和生産技術人員等，同時可作為相關專業的師生學習參考用書。

內頁插圖

目錄

第1章　鋰元素的物理、化學性質
參考文獻

第2章　鋰離子電池的基本概念與組裝技術
2.1　鋰離子電池的工作原理和特點
2.1.1　工作原理
2.1.2　鋰離子電池的主要特點

2.2　鋰離子電池的電化學性能
2.2.1　鋰離子電池的電動勢
2.2.2　電池開路電壓
2.3　鋰離子電池的類型

2.4　鋰離子電池的設計
2.4.1　電池設計的一般程序
2.4.2　電池設計的要求
2.4.3　電池性能設計
2.4.4　AA型鋰離子電池的結構設計
2.4.5　電池保護電路設計
2.4.6　鋰離子電池監控器
2.4.7　鋰離子電池體係熱變化與控製

2.5　鋰離子電池的基本組成及關鍵材料
2.5.1　電極材料
2.5.2　電池組裝工藝與技術
參考文獻

第3章　正極材料
3.1　正極材料的微觀結構
3.1.1　LiCoO2材料
3.1.2　LiNiO2材料
3.1.3　LiMn2O4材料
3.1.4　磷酸體係化閤物

3.2　正極材料的分類及電化學性能
3.2.1　層狀鋰鈷氧化物
3.2.2　層狀鋰鎳氧化物
3.2.3　尖晶石型氧化物
3.2.4　復閤層狀氧化物
3.2.5　其他層狀氧化物
3.2.6　層狀二硫族化物正極材料
3.2.7　三硫族化物及相關材料
3.2.8　磷酸鹽體係
3.2.9　有機導電聚閤物材料

3.3　正極材料的製備方法
3.3.1　溶劑熱法閤成
3.3.2　高溫反應法
3.3.3　溶膠-凝膠法
3.3.4　低溫固相反應法
3.3.5　電化學閤成法
3.3.6　機械化學活化法
參考文獻

第4章　負極材料
4.1　負極材料的發展
4.1.1　金屬鋰及其閤金
4.1.2　碳材料
4.1.3　氧化物負極材料
4.1.4　其他負極材料
4.1.5　復閤負極材料

4.2　負極材料的特點及分類
4.2.1　負極材料的特點
4.2.2　負極材料的分類

4.3　晶體材料和非晶化閤物
4.3.1　石墨類碳材料
4.3.2　無定形碳材料
4.3.3　碳材料性能的改進方法
4.3.4　锡基材料
4.3.5　矽基材料
4.3.6　閤金材料
4.3.7　復閤物材料
4.3.8　過渡金屬氧化物
4.3.9　其他

4.4　納米電極材料
4.4.1　碳納米材料
4.4.2　納米金屬及納米閤金
4.4.3　納米氧化物

4.5　其他類型材料
4.5.1　鋰金屬氮化物
4.5.2　鋰鈦復閤氧化物Li4/3Ti5/3O4

4.6　膜電極材料
4.6.1　薄膜電極材料的製備方法
4.6.2　薄膜電極材料的分類
參考文獻
第5章　電解質
第6章　電極材料研究方法
第7章　鋰離子電池的應用與展望
參考文獻

前言/序言

固態電池：下一代儲能技術的深度解析 本書聚焦於當前能源領域最前沿、最具顛覆性的技術方嚮——固態電池。 隨著全球對可持續能源解決方案的迫切需求，傳統液態電解質鋰離子電池在能量密度、安全性及循環壽命方麵已接近其理論極限。固態電池，憑藉其使用固態電解質替代傳統有機電解液的革命性設計，被公認為實現更高能量密度、本質安全以及更長使用壽命的關鍵路徑。本書旨在為材料科學傢、電化學工程師、能源設備製造商以及相關領域的研究人員提供一個全麵、深入且高度實用的技術指南。 第一部分：固態電池的理論基石與材料科學 本部分將係統闡述固態電池的基本工作原理，並詳細剖析構成其核心性能的關鍵材料體係。 第一章：固態電池的原理與優勢 1.1 鋰離子電池的局限性迴顧：從熱失控風險到能量密度瓶頸。 1.2 固態電池的定義、基本結構（正極/固態電解質/負極）與工作機製。 1.3 固態電池相較於液態電池在安全性（熱穩定性、抑製枝晶）、能量密度（兼容高電壓正極與金屬鋰負極）和循環壽命方麵的理論優勢分析。 1.4 固態電池的分類：聚閤物基、氧化物基、硫化物基等不同體係的概述。 第二章：高性能固態電解質的篩選與設計 固態電解質是決定固態電池性能的“心髒”。本章將深入探討當前主流固態電解質的化學特性、離子傳導機製及其麵臨的工程挑戰。 2.1 無機固態電解質： 氧化物電解質（如LLZO、LAGP）： 晶體結構、局域結構與鋰離子跳躍機製。高離子電導率的實現路徑，燒結工藝對界麵接觸的影響。 硫化物電解質（如LGPS、argyrodite係列）： 極高的鋰離子遷移率及其製備中的空氣敏感性控製。與電極的界麵反應動力學研究。 2.2 聚閤物固態電解質（SSEs）： 基於聚氧化乙烯（PEO）的體係： 離子傳導依賴於聚閤物鏈段運動的機製。提高室溫離子電導率的策略（如添加鋰鹽、共聚改性）。 復閤型聚閤物電解質： 引入無機納米填料（如SiO2、Al2O3）以提高機械強度和抑製鋰枝晶生長的協同效應。 2.3 混閤固態電解質： 結閤無機材料的穩定性和聚閤物的柔韌性，實現界麵優化。 第三章：正極與負極材料的界麵適配性 固態電池的性能高度依賴於電解質與電極材料之間的接觸質量與化學穩定性。 3.1 高電壓正極材料的選擇與兼容性： 傳統富鋰錳基材料在固態環境下的電壓穩定性窗口分析。 固態電解質與高電壓鎳鈷錳（NCM）材料的電化學兼容性問題（如相變、阻抗增加）。 3.2 金屬鋰負極的挑戰與界麵工程： 鋰金屬負極的析鋰/脫鋰行為與枝晶生長機製的微觀模擬。 界麵穩定化技術：使用阻擋層（Buffer Layer）或原位形成界麵相（SEI-like layer）以抑製界麵反應和機械應力導緻的失效。 3.3 電極/電解質界麵的電化學阻抗分析： 界麵接觸電阻的測試方法（EIS）與降低策略。 第二部分：關鍵工程技術與製造工藝 實現固態電池的商業化，必須突破一係列製造和工程化瓶頸。本部分聚焦於固態電池的關鍵製造技術。 第四章：電極漿料製備與電極結構設計 固態電池的電極結構設計與液態電池截然不同，需要優化固-固接觸。 4.1 “三明治”結構與“復閤電極”結構： 兩種主流電極構型的優缺點對比。 4.2 固態電極漿料的製備技術： 溶劑法、熔融法和乾法工藝在不同電解質體係中的應用。關鍵在於均勻分散導電劑、活性物質與電解質。 4.3 電極的壓實與界麵應力控製： 如何通過精確的壓製壓力，在保證機械穩定性的同時，優化顆粒間的接觸麵積。 第五章：全電池的組裝與封裝技術 固態電池對環境的敏感性要求極高的組裝工藝控製。 5.1 濕度與氧氣控製： 硫化物電解質對水汽的極端敏感性，高標準惰性氣體環境下的操作要求。 5.2 軟包與疊片工藝： 針對固態電芯的特殊疊片/捲繞工藝設計，考慮材料的脆性與蠕變特性。 5.3 密封技術： 解決固態電解質在充放電循環中的體積變化所帶來的密封失效問題，確保電池長期氣密性。 第六章：固態電池的性能評估與診斷 準確評估固態電池的真實性能需要專門的測試方法和分析工具。 6.1 電化學性能測試： 循環穩定性、倍率性能與低溫性能的測試規範。 6.2 原位（In-situ）與非破壞性錶徵技術： 利用X射綫衍射（XRD）和中子衍射（ND）監測晶相變化和鋰離子分布。 電池層析成像（Tomography）技術在可視化枝晶生長和界麵缺陷方麵的應用。 6.3 失效分析： 固態電池壽命終結的主要模式（界麵阻抗升高、活性物質粉化、枝晶穿透等）的係統性診斷。 第三部分：前沿挑戰與未來展望 第七章：金屬鋰負極固態電池的商業化之路 金屬鋰負極是實現超高能量密度的必然選擇，但其工程化難度最大。 7.1 鋰枝晶的抑製機製： 基於電化學勢場調控和機械應力屏障的綜閤策略。 7.2 高壓/高容量體係的熱管理： 盡管固態電池更安全，但高能量密度依然需要精確的熱管理係統（TMS）設計。 7.3 成本控製與規模化生産的經濟模型分析。 第八章：下一代固態電池的探索 展望固態電池技術更遠期的發展方嚮。 8.1 全固態鈉離子電池的潛力： 資源可得性與低成本化路綫的探討。 8.2 氧化還原穿梭效應的消除： 探索具有更寬電化學穩定窗口的新型電解質。 8.3 集成化與係統設計： 固態電池模組（Pack）的創新設計，以最大化能量密度並簡化熱管理結構。 本書立足於紮實的電化學理論，結閤最新的實驗數據和工程實踐，旨在提供一個全麵且深入的視角，驅動固態電池技術從實驗室走嚮大規模商業應用。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排邏輯，像是一部結構嚴謹的交響樂。開篇的引子部分奠定瞭宏大的背景，隨後進入到如同一部部精妙樂章的各個技術模塊。我個人非常喜歡它對“電池管理係統（BMS）”相關技術的闡述方式。它沒有將BMS視為一個孤立的軟件模塊，而是緊密地將其置於電芯的物理和化學特性約束之下進行討論。例如，如何根據不同材料體係的絕熱溫升速率來定製SOC（荷電狀態）和SOH（健康狀態）的估計算法，書中都有明確的指導。這種跨學科的整閤能力，極大地拓寬瞭我的視野。它讓我意識到，優秀的電池設計是電化學、熱力學、材料科學與控製工程完美融閤的産物。對於那些希望在新能源汽車或儲能係統領域深耕，需要橫跨多個技術棧的工程師來說，這本書提供的綜閤視角是無可替代的。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，初讀這本書時，我最大的感受是其內容的密度和廣度。它涉及的知識麵極寬，從基礎的電化學熱力學，到復雜的電解液組分設計，再到前沿的固態電解質研究，幾乎覆蓋瞭目前鋰電池領域的每一個熱點角落。我特彆對其中關於“電極/電解液界麵副反應動力學”的論述印象深刻。作者似乎有一種魔力，能把那些高速進行的微觀反應，通過簡化的動力學模型展現齣來，同時又保持瞭高度的準確性。這種在深度與可讀性之間找到平衡點的能力，是很多專業書籍難以企及的。讀完關於快充技術的那幾章，我立刻嘗試調整瞭我的脈衝充電策略，效果立竿見影，電池的內阻麯綫得到瞭顯著改善。這本書不僅僅是知識的堆砌，它更像是一套經過時間檢驗的“方法論寶典”，教會你如何科學地分析和解決實際工程問題，而不是僅僅停留在概念層麵。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，簡直像是在進行一次由頂尖專傢領航的深度工業考察。我尤其欣賞作者在討論“關鍵技術”時所展現齣的那種實戰經驗。比如，關於熱失控的章節，它沒有停留在理論模型推導，而是詳細拆解瞭導緻熱失控的幾種典型觸發路徑——包括內部短路、過充以及機械濫用——並配上瞭詳盡的案例分析圖譜。這部分內容對我日常的電池包設計安全裕度評估幫助極大，它不僅告訴我“什麼會發生”，更關鍵的是解釋瞭“為什麼會發生，以及如何通過結構設計去規避”。再比如，關於電池製造工藝的描述，從漿料的配製均勻度到電芯的捲繞精度，作者的筆觸細緻入微，仿佛能透過文字看到潔淨廠房裏的精密操作。很多教科書會忽略這些工程細節，但恰恰是這些細節決定瞭最終産品的可靠性。這本書將這些“黑箱操作”打開，讓讀者得以一窺高端電池製造的門道，非常適閤那些想要從理論走嚮量産的研發人員。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當有質感，那種深邃的藍色調和銀白色的字體搭配，立刻讓人感受到它在技術深度上的分量。我是在研究下一代儲能技術時偶然接觸到它的，起初有點擔心內容過於晦澀，畢竟“原理與關鍵技術”聽起來就不是輕鬆讀物。然而，翻開目錄，我發現作者的架構設計非常精妙。它沒有一上來就堆砌復雜的電化學方程，而是先用非常清晰的圖示和曆史脈絡，把鋰離子電池的誕生和發展串聯起來。特彆是關於SEI膜形成機理那一部分，作者用一種近乎講故事的方式，把原本枯燥的界麵化學過程描繪得層次分明，讓我這個非科班齣身的人也能迅速抓住核心邏輯。更令人稱道的是，它對不同正負極材料的優缺點對比分析，絕不僅僅停留在“能量密度高低”的錶麵，而是深入探討瞭它們在循環壽命、倍率性能以及安全風險上的內在矛盾，這種全景式的分析，對於製定産品路綫圖的工程師來說，無疑是極其寶貴的參考。這本書的價值，在於它架設瞭一座從基礎科學到工程應用的堅實橋梁，讓人讀完後，對這個領域會有一個更係統、更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的學術嚴謹性毋庸置疑，但它最吸引我的地方，恰恰在於它對未來趨勢的洞察力，這一點在書的後半部分展現得淋灕盡緻。作者在展望下一代高鎳正極材料的穩定性挑戰時，沒有止步於指齣問題，而是係統性地對比瞭包覆改性、摻雜改性和梯度結構設計這三種主流解決思路的利弊，並且給齣瞭未來可能的研究方嚮預測。這種前瞻性，讓這本書超越瞭簡單的“技術手冊”範疇，更像是一份具有行業指導意義的“路綫圖”。特彆是關於全固態電池的安全性與界麵阻抗平衡的討論，作者引用瞭最新的研究成果，論證得清晰有力，讓人對未來的技術迭代充滿信心。對於我們這些需要提前布局下一代技術研發的團隊而言，這本書提供的不僅是知識，更是一種思考的框架和創新的起點。

評分☆☆☆☆☆

很不錯的書，還很實用，值得一看

評分☆☆☆☆☆

7條

評分☆☆☆☆☆

速度很快，東西也是正品，就是不能開紙質發票瞭！

評分☆☆☆☆☆

3.3.1　溶劑熱法閤成

評分☆☆☆☆☆

N0條

評分☆☆☆☆☆

專業技能的書，9希望指導工作

評分☆☆☆☆☆

不錯的一本書，很值得購買

評分☆☆☆☆☆

2.4.5　電池保護電路設計

評分☆☆☆☆☆

品評價積分規則調整啦！對10元以上