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33石墨化炭负极材料42 ３３１锂在石墨中的插入行为42 ３３２初期的石墨化负极材料44 ３３３石墨化中间相炭微珠44 ３３４石墨的电化学行为46 ３３５石墨化碳纤维49 ３３６其他石墨化炭材料50 ３３７石墨化炭材料的一些通性50 34无定形炭材料51 ３４１小分子裂解炭51 ３４２聚合物裂解炭(polymeric carbon)51 ３４３低温处理其他炭前驱体53 ３４４无定形炭材料的一些通性54 ３４５锂在无定形炭材料中的储存机理55 35炭材料的改性57 ３５１引入非金属元素57 ３５２引入金属元素58 ３５３表面处理59 ３５４采用机械化学法63 ３５５其他方法63 36其他炭负极材料63 ３６１富勒烯63 ３６２碳纳米管65 37碳基复合负极材料67 ３７１碳与Co、Sn的复合物67 ３７２碳与硅的复合物68 38炭负极材料与电解质之间的界面69 39国内部分工业产品介绍71 参考文献71 第4章非碳基负极材料74 41氮化物74 42硅及硅化物75 43锡基氧化物和锡化物77 ４３１氧化物的研究77 ４３２复合氧化物78 ４３３锡盐80 ４３４其他锡化物81 44新型合金81 ４４１锡基合金82 ４４２硅基合金84 ４４３锑基合金85 ４４４其他合金87 45钛的氧化物89 ４５１Li4Ti5O12负极材料89 ４５２二氧化钛负极材料93 46纳米氧化物负极材料96 47其他负极材料97 48部分负极材料产品99 参考文献100 第5章氧化钴锂正极材料103 51氧化钴锂的物理性能103 52氧化钴锂的制备方法104 53氧化钴锂的热稳定性105 54固相法制备氧化钴锂的电化学性能105 55喷雾干燥法制备氧化钴锂的电化学性能106 56溶胶凝胶法制备氧化钴锂的电化学性能106 57氧化钴锂的改性106 ５７１氧化钴锂的掺杂107 ５７２氧化钴锂的包覆108 58其他方法制备的LiCoO2109 59氧化钴锂的回收制备111 510尖晶石型氧化钴锂111 511部分氧化钴锂工业产品的性能112 参考文献112 第6章氧化镍锂正极材料114 61氧化镍锂的物理化学性能114 62氧化镍锂的固相反应制备115 63固相法制备的氧化镍锂的电化学性能116 64氧化镍锂的改性117 ６４１溶胶凝胶法制备的氧化镍锂117 ６４２单一元素的掺杂118 ６４３多种元素的掺杂123 ６４４氧化镍锂的包覆125 65其他方法制备的LiNiO2126 66部分氧化镍锂工业产品的性能127 参考文献128 第7章氧化锰锂正极材料129 71隧道结构的氧化物129 72层状结构的氧化锰锂131 ７２１正交LiMnO2131 ７２２层状Li2MnO3133 ７２３其他层状氧化锰锂化合物135 73Ni、Co、Mn组成的三元正极材料136 ７３１LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的结构136 ７３２LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学反应特征136 ７３３合成方法对电化学性能的影响137 ７３４LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的掺杂改性138 ７３５LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的同系物138 74尖晶石结构氧化锰锂139 ７４１尖晶石LiMn2O4的结构和电化学性能139 ７４２尖晶石LiMn2O4的常规制备141 ７４３尖晶石LiMn2O4的容量衰减原因141 ７４４尖晶石LiMn2O4的改性142 ７４５尖晶石LiMn2O4的机械化学法制备150 ７４６尖晶石LiMn2O4的其他制备方法150 75尖晶石Li4Mn5O12152 76其他氧化锰锂正极材料152 77部分氧化锰锂工业产品的性能153 ７７１LiMn2O4工业产品153 ７７２三元正极材料工业产品153 参考文献154 第8章磷酸亚铁锂正极材料156 81LiFePO4的结构157 82LiFePO4的电化学性能158 83LiFePO4的制备158 ８３１固相法158 ８３２碳热还原法159 ８３３溶胶凝胶法159 ８３４模板法159 ８３５其他制备方法160 84LiFePO4的改性160 ８４１LiFePO4的碳包覆160 ８４２LiFePO4的掺杂161 ８４３LiFePO4的纳米化165 ８４４LiFePO4的其他表面改性168 85部分工业化产品的性能168 参考文献170 第9章钒的氧化物及其他正极材料172 91钒的氧化物172 ９１１αV2O5及其锂化衍生物172 ９１２五氧化二钒的锂化产物及其电化学性能178 ９１３Li1 xV3O8178 ９１４其他钒的氧化物182 925V正极材料184 ９２１尖晶石结构LiMn2－xMxO4(M＝Cr、Co、Ni和Cu)184 ９２２反尖晶石V［LiM］O4（M=Ni和Co）186 93多原子阴离子正极材料187 ９３１层状结构的VOPO4187 ９３２NASICON结构188 ９３３硅酸盐正极材料188 ９３４钛酸盐正极材料191 ９３５硫酸盐正极材料192 ９３６硼酸盐正极材料193 ９３７其他多原子阴离子正极材料194 94其他正极材料195 ９４１铁的化合物195 ９４２钼的氧化物197 参考文献198 第10章非水液体电解质200 101一些有机溶剂的物理性能和影响电导率的因素200 102部分有机溶剂的制备和纯化203 103电解质锂盐204 １０３１六氟磷酸锂(LiPF6) 205 １０３２双草酸硼酸锂(LiBOB)206 １０３３草酸二氟硼酸锂(LiDFBO)207 １０３４其他有机电解质锂盐208 104电解液的离子导电性能212 105影响电池性能的几个因素214 １０５１电化学窗口214 １０５２与电极的反应215 106部分电解液体系对电极材料性能的影响216 １０６１丙烯碳酸酯电解液体系217 １０６２乙烯碳酸酯电解液体系219 １０６３其他溶剂221 107有机电解液体系的其他研究221 １０７１防止过充电222 １０７２阻燃性电解液222 １０７３改善SEI膜224 １０７４减少酸含量225 １０７５增加电导率225 １０７６改善低温性能226 108离子液体226 １０８１离子液体的种类227 １０８２离子液体的制备228 １０８３离子液体的性质229 １０８４离子液体的电化学行为235 109部分电解液工业产品的性能238 参考文献239 第11章固体电解质2411 11无机固体电解质241 112无机电解质的导电理论242 113晶体电解质243 114玻璃态电解质244 １１４１氧化物玻璃态电解质244 １１４２硫化物玻璃态电解质247 １１４３玻璃体电解质的压实251 115聚合物电解质的发展及分类252 116聚合物电解质的相结构253 117聚合物电解质的离子导电模型254 118聚环氧乙烯255 １１８１与其他聚合物共混258 １１８２形成共聚物259 １１８３生成交联聚合物262 １１８４形成枝状聚合物263 １１８５改变掺杂盐264 １１８６加入无机填料265 １１８７增加主链的柔性268 119聚丙烯腈(PAN)系聚合物电解质270 1110聚甲基丙烯酸酯(PMMA)270 1111单离子聚合物电解质271 1112其他聚合物电解质273 １１１２１聚合物电解质之间的复合273 １１１２２有机无机复合电解质274 1113聚合物电解质其他方面的研究275 １１１３１聚合物电解质与电极界面的研究275 １１１３２新型聚合物体系的理论研究和探索276 参考文献276 第12章凝胶聚合物电解质279 121凝胶聚合物电解质的研究及其分类279 122PEO基凝胶电解质280 １２２１非交联PEO凝胶电解质280 １２２２交联PEO凝胶电解质282 １２２３加入填料的凝胶聚合物电解质284 123PAN基凝胶电解质285 １２３１PAN基凝胶电解质的作用机理和影响因素285 １２３２聚丙烯腈共聚物的凝胶聚合物电解质287 １２３３PAN交联凝胶电解质288 124PMMA基凝胶电解质289 １２４１PMMA基凝胶电解质的电化学性能289 １２４２PMMA基凝胶电解质的改性290 125含氟凝胶聚合物电解质294 １２５１含氟聚合物的物理性能294 １２５２含氟体系凝胶聚合物的制备及其电化学性能298 １２５３含氟聚合物凝胶电解质的改性299 126其他类型的凝胶聚合物电解质301 127聚烯烃材料的改性302 １２７１表面涂覆聚合物302 １２７２表面接枝303 １２７３注入凝胶电解质303 参考文献304 第13章锂离子电池的生产和检测305 131锂离子电池的构成305 １３１１安全阀305 １３１２正温度系数端子306 １３１３隔膜306 132锂离子电池的生产流程307 １３２１液体电解质锂离子电池的生产308 １３２２聚合物锂离子电池的生产312 １３２３微型锂离子电池的生产313 １３２４大型锂离子电池的生产317 133锂离子电池的化成和分容、出厂检验和实验室锂离子电池的检测318 １３３１锂离子电池的化成和分容319 １３３２锂离子电池的出厂检验320 １３３３锂离子电池性能的检测320 参考文献322 第14章锂离子电池的充放电行为323 141锂离子电池的充放电方式324 142液体电解质锂离子电池的充放电行为325 143聚合物锂离子电池的充放电行为328 144全固态锂离子电池的充放电行为330 145大容量锂离子电池的充放电行为330 146微型锂离子电池332 147锂离子电池的使用333 参考文献333 第15章锂离子电池的应用335 151锂离子电池在电子产品方面的应用335 152锂离子电池在交通工具方面的应用336 １５２１现代汽车336 １５２２电动车337 153锂离子电池在航空航天领域的应用343 154锂离子电池在军事方面的应用344 155微型机电系统和其他微型器件345 156锂离子电池在储能方面的应用346 １５６１太阳能和风能的储存346 １５６２智能电网的建设347 １５６３峰谷电的调节348 157锂离子电池在其他方面的应用349 参考文献350 第16章与锂离子电池有关的主要资源情况及其分布351 161石墨资源351 １６１１石墨的一些物理化学性能及其工业用途351 １６１２石墨资源的种类351 １６１３石墨矿床的类型352 １６１４石墨矿床的主要工业指标352 １６１５石墨矿石的物质组成和主要特征352 １６１６石墨矿资源的分布353 １６１７石墨产品的质量标准354 １６１８石墨资源的提纯355 １６１９石墨矿的综合利用工艺355 １６１１０其他石墨产品356 162锂资源356 １６２１锂的发现及用途356 １６２２锂矿资源的种类及其分布357 １６２３锂资源的提纯358 163钴资源359 １６３１钴的发现和用途359 １６３２钴资源的种类和分布360 １６３３钴资源的提纯361 164镍资源363 １６４1镍的发现和用途363 １６４２镍资源的种类和分布364 １６４３镍资源的提纯365 165锰资源366 １６５１锰的发现及其用途366 １６５２锰矿资源的种类及分布367 １６５３锰资源的提纯369 166铁矿资源的种类及分布370 １６６１铁矿资源的发现及用途370 １６６２铁矿资源的种类370 １６６３铁矿资源的分布371 １６６４铁资源的提纯372 参考文献372 第17章其他类型锂二次电池373 171锂//硫电池373 １７１１硫正极的改性374 １７１２锂负极的改性378 172水锂电380 １７２１水锂电正极材料381 １７２２水锂电负极材料383 １７２３水锂电的性能384 １７２４水锂电发展展望385 173锂//聚合物自由基电池385 174有机电解液型锂//空气电池388 175混合型锂//空气电池391 １７５１混合型锂//空气电池电解质391 １７５２混合型锂//空气电池正极材料393 参考文献395 內容試閱： 2004年我国电化学开拓者之一吴浩青院士90华诞之时，我们出版了《锂离子电池——应用与实践》一书以庆祝。当时，吴先生说待到该书再版时，他来题序。然而，时间易逝，2010年我们敬爱的吴先生离我们而去。值吴先生离开我们一周年之际，再版此书，以表深切的思念！ 在该书的第二版中，一方面丰富了原有的内容，补充了最新的一些资料，另一方面将第一版中的一些内容进行了删除和合并。国泰华荣化工有限公司的袁翔云、上海出入境检验检疫局的董超和段冀渊等人在实用方面提出了许多有价值的建议，并进行了一些编写和审定工作。 本书主要讲述锂离子电池的原理、研究方法、负极材料(碳基负极材料和非碳基负极材料)、正极材料［氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂、磷酸(亚)铁锂、钒的氧化物和其他正极材料］、电解质(液体电解质、固体电解质和凝胶电解质)、锂离子电池的生产和检测、锂离子电池的充放电行为、锂离子电池的应用和与锂离子电池有关的资源分布，在最后一章讲述了其他类型的锂二次电池。有关内容较第一版在广度和深度上做了相当大的拓展。第1章和第2章由唐伟、第3章和第4章由刘丽丽、第5章～第7章由白羽、第8章和第9章由侯宇扬、第10章由朱玉松、第11章和第12章由王旭炯、第13章和第14章由田舒、第15章和第16章由孙红、第17章由唐伟负责新文献的收集和整理工作以及本书的编写工作。 本书的出版得到了国家“973”项目(2007CB209702)、国际合作项目(2010DFA61770)和自然科学基金委(21073046)等的支持，在此表示感谢！ 化学工业出版社对本书的出版给予大力的支持和帮助，并经常关心本书的写作进程，在此对他们的辛勤工作和关心表示深深的谢意和崇高的敬意！ 最后，感谢刘芳林女士在本书的编写过程中做了许多有益的编辑和整理工作！ 由于时间关系，书中疏漏与不足在所难免，敬请国内、国外同行多加指正。 编者 ２０１１年１１月 第一版前言 在国内外前辈和同行的支持、鼓励下，我们曾经出版了《锂离子二次电池》一书。由于篇幅所限，在该书中对有关锂离子电池的诸多方面不能较系统地涉及；再加上两年时间已过去，锂离子电池各方面的技术又有长足的发展。同时，原书在实际应用部分有待于加强。为了能给从事锂离子电池产业界的同行以更多的借鉴意义，很有必要编写一本新的专著。因此，通过与国内在产业方面经验比较丰富的研究开发人员进行充分的交流、合作，编写了本书。 本书主要讲述锂离子电池的原理、研究方法、负极材料(碳基负极材料和非碳基负极材料)、正极材料(氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂、钒的氧化物和其他正极材料)、电解质(液体电解质、固体电解质和凝胶电解质)、锂离子电池材料的最新制备方法及锂离子电池的生产和检测、锂离子电池的充放电行为和锂离子电池的主要应用。在本书的最后一章讲述与锂离子电池有关的资源分布。本书有关内容较前一书在广度和深度上进行了相当大的拓展。 本书在编写过程中得到了国家“211”工程重点学科的支持；同时，还得到了张家港市国泰华荣化工新材料有限公司的独家赞助和支持，在此表示衷心感谢!中国科学院化学研究所的方世璧教授、李永军教授、唐晓辉高工以及书后附录中与锂离子电池有关的一些主要企业对本书的出版也给予很大的帮助和支持，在此表示由衷的谢意! 化学工业出版社的编辑以及其他有关同志对本书的出版给予大力的支持和帮助，并经常关心本书的写作进程。在这里对他们的辛勤工作表示深深的谢意和崇高的敬意! 最后感谢刘芳林女士在本书的编写过程中所做的编辑和整理工作。 由于时间关系，书中错误在所难免。敬请国内、国外同行多加指正。 编者 2004年3月

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