新型二次電池關鍵材料與技術

第1章　高比能鋰離子電池   001 
1.1　鋰離子電池概述   001 
1.2　正極材料   002 
1.2.1　層狀型鈷酸鋰   003 
1.2.2　尖晶石型錳酸鋰   005 
1.2.3　聚陰離子型正極材料   006 
1.2.4　三元鎳鈷錳正極材料   009 
1.3　負極材料   012 
1.3.1　碳材料   012 
1.3.2　硅基合金   014 
1.4　電解液   016 
1.4.1　電解液溶劑   016 
1.4.2　電解液添加劑   020 
1.5　其他輔助材料   025 
1.6　界面穩(wěn)定性   027 
1.6.1　SEI   028 
1.6.2　CEI   030 
1.7　電池減重和電池組設計   032 
1.7.1　電池殼減重   033 
1.7.2　集流體減重   033 
1.7.3　降低隔膜厚度   034 
1.7.4　電池組設計   034 
1.8　小結   035 
參考文獻   036 
第2章　鋰硫電池   042 
2.1　鋰硫電池概述   042 
2.2　鋰硫電池的基本原理及發(fā)展歷程   043 
2.2.1　發(fā)展歷程   043 
2.2.2　組成及工作原理   045 
2.2.3　鋰硫電池存在的問題及研究現(xiàn)狀   047 
2.3　鋰硫電池正極材料   050 
2.3.1　正極活性物質   050 
2.3.2　載體材料   053 
2.4　鋰硫電池負極材料   059 
2.4.1　金屬鋰負極的應用挑戰(zhàn)   060 
2.4.2　穩(wěn)定金屬鋰負極策略   062 
2.4.3　鋰金屬負極未來發(fā)展展望   071 
2.5　鋰硫電池電解液   072 
2.5.1　溶劑和鹽的調控   072 
2.5.2　新型電解質添加劑   073 
2.5.3　LiPSs的利用   074 
2.5.4　可溶性氧化還原介體   074 
2.6　鋰硫電池非活性材料   075 
2.6.1　集流體   075 
2.6.2　隔膜及功能夾層   076 
2.6.3　導電添加劑   077 
2.6.4　黏結劑   078 
2.7　鋰硫電池的實用化及展望   079 
參考文獻   080  
第3章　鋰空氣電池  085
3.1　鋰空氣電池概述  085
3.2　鋰空氣電池工作原理及結構  085
3.3　鋰空氣電池空氣正極及催化劑的研究進展  091
3.3.1　碳材料  091
3.3.2　金屬及金屬化合物  093
3.3.3　復合材料  094
3.3.4　鋰空氣電池電解液體系的研究進展  095
3.4　鋰空氣電池負極以及隔膜的研究進展  100
3.4.1　鋰金屬負極  100
3.4.2　鋰合金負極  103
3.4.3　隔膜的開發(fā)與修飾  103
3.5　鋰空氣電池的應用及展望  104
參考文獻  104
第4章　全固態(tài)電池  108
4.1　全固態(tài)電池概述  108
4.1.1　全固態(tài)電池的特點  108
4.1.2　全固態(tài)電池的關鍵參數(shù)  109
4.2　固體電解質  111
4.2.1　氧化物固體電解質  111
4.2.2　硫化物固體電解質  113
4.2.3　氯化物固體電解質  118
4.2.4　氫化物固體電解質  120
4.2.5　聚合物固體電解質  122
4.3　全固態(tài)電池中的界面  124
4.3.1　界面固相接觸問題  124
4.3.2　界面電荷傳輸問題  129
4.3.3　界面枝晶生長問題  134
4.3.4　界面問題的解決策略  139
4.4　典型全固態(tài)電池體系  146
4.4.1　Li|LiPON|LiCoO2薄膜全固態(tài)電池  146
4.4.2　Li|LiPSCl|LiCoO2高能量密度全固態(tài)電池  147
4.4.3　Li-S高能量密度全固態(tài)電池  147
4.4.4　Na|NaBH|NaVPO鈉離子全固態(tài)電池  148
4.5　全固態(tài)電池的展望  149
參考文獻  150
第5章　水系離子電池  162
5.1　水系電解液的優(yōu)勢  162
5.2　水系電解液面臨的問題  163
5.2.1　電解液調控策略  164
5.2.2　電極調控策略  165
5.3　水系鋰離子電池  166
5.3.1　水系鋰離子電池概述  166
5.3.2　水系鋰離子電池電解液  167
5.3.3　水系鋰離子電池電極材料  168
5.4　水系鈉離子電池  172
5.4.1　水系鈉離子電池概述  172
5.4.2　水系鈉離子電池電解液  172
5.4.3　水系鈉離子電池電極材料  173
5.5　水系鉀離子電池  179
5.5.1　水系鉀離子電池概述  179
5.5.2　水系鉀離子電池電解液  179
5.5.3　水系鉀離子電池正極材料　  180
5.5.4　水系鉀離子電池負極材料  181
5.6　水系多價金屬離子電池  181
5.7　非金屬離子電池  183
5.7.1　非金屬陽離子電池  183
5.7.2　非金屬陰離子電池  187
5.8　小結  189
參考文獻  189
第6章　多價金屬離子電池  193
6.1　鋅離子電池  194
6.1.1　鋅離子電池概述  194
6.1.2　鋅離子電池電解液　  195
6.1.3　鋅離子電池正極材料  196
6.1.4　鋅離子電池負極材料　  198
6.2　鎂離子電池  200
6.2.1　鎂離子電池概述  200
6.2.2　非水系鎂離子電池  201
6.2.3　水系鎂離子電池  208
6.3　鈣離子電池  210
6.3.1　鈣離子電池概述  210
6.3.2　鈣離子電池電解液  211
6.3.3　鈣離子電池正極材料  212
6.3.4　鈣離子電池負極材料  213
6.4　鋁離子電池  216
6.4.1　鋁離子電池概述  216
6.4.2　非水系鋁離子電池  218
6.4.3　水系鋁離子電池  222
參考文獻  223
第7章　鈉離子電池和鉀離子電池  227
7.1　鈉離子電池  227
7.1.1　鈉離子電池的發(fā)展歷史  227
7.1.2　鈉離子電池的組成及工作原理  229
7.1.3　鈉離子電池的正極材料  231
7.1.4　鈉離子電池的負極材料  238
7.1.5　鈉離子電池的特點  240
7.1.6　鈉離子電池的挑戰(zhàn)  240
7.2　鉀離子電池  241
7.2.1　鉀離子電池的發(fā)展歷史  241
7.2.2　鉀離子電池的組成及工作原理  242
7.2.3　鉀離子電池的正極材料  243
7.2.4　鉀離子電池的負極材料  249
7.2.5　鉀離子電池的特點  252
7.2.6　鉀離子電池的挑戰(zhàn)  253
參考文獻  254
第8章　鋰離子電池回收與再利用  257
8.1　回收與再利用概述  257
8.2　鋰離子電池的結構組成  259
8.3　鋰離子電池的梯次利用與再制造  261
8.3.1　梯次利用電池篩選  263
8.3.2　退役動力電池性能測試  263
8.3.3　鋰離子電池拆解預處理技術  265
8.3.4　正極材料回收  268
8.3.5　負極材料回收  272
8.3.6　負極材料再利用  275
8.3.7　電解液回收  277
8.3.8　電解質成分分離和再生  281
8.4　環(huán)保政策和法規(guī)  284
8.5　小結  285
參考文獻  286