多電子高比能鋰硫二次電池

目錄 Contents
叢書序
前言
第1章 鋰硫電池概述 1
1.1 電池起源及發(fā)展 2
1.1.1 電池的起源 2
1.1.2 電池的發(fā)展 4
1.2 多電子反應理論基礎 7
1.3 鋰、硫元素 10
1.3.1 鋰元素 10
1.3.2 硫元素 16
1.4 鋰硫電池簡介 20
1.4.1 發(fā)展歷史 21
1.4.2 工作原理 23
1.4.3 鋰硫電池存在的問題 25
1.4.4 鋰硫電池的研究現(xiàn)狀 27
1.5 本書的主要內(nèi)容 28
參考文獻 28
第2章 鋰硫電池正極材料 33
2.1 硫正極材料的特性及存在的問題 34
2.2 正極活性物質 35
2.2.1 單質硫 35
2.2.2 Li2S 36
2.2.3 有機硫 41
2.2.4 S2～4 46
2.2.5 液態(tài)硫 48
2.3 基體材料 50
2.3.1 碳材料 51
2.3.2 聚合物材料 65
2.3.3 金屬化合物 69
2.3.4 復合材料 75
2.3.5 基體材料的催化作用 84
2.3.6 小結 88
2.4 黏結劑 89
2.4.1 強柔韌性黏結劑 89
2.4.2 導電/導離子黏結劑 90
2.4.3 氧化還原活性黏結劑 90
2.4.4 安全性黏結劑 91
2.4.5 小結 92
2.5 總結與展望 92
參考文獻 93
第3章 鋰硫電池負極材料 99
3.1 鋰金屬負極的優(yōu)勢及缺點 100
3.1.1 鋰金屬負極的優(yōu)勢 100
3.1.2 鋰金屬負極的缺點 100
3.2 鋰金屬負極的優(yōu)化及改性 104
3.2.1 負極-電解質原位界面改性 104
3.2.2 人工SEI 膜 111
3.2.3 鋰金屬負極結構設計 118
3.3 非鋰金屬負極 125
3.3.1 碳基負極 125
3.3.2 硅基負極 126
3.3.3 錫基負極 129
3.3.4 鍺基負極 130
3.3.5 鋁基負極 131
3.3.6 金屬氧化物負極 131
3.4 總結與展望 132
參考文獻 133
第4章 鋰硫電池電解質材料 139
4.1 液體電解質 141
4.1.1 溶劑 142
4.1.2 電解質鋰鹽 149
4.1.3 功能添加劑 152
4.2 固體電解質 155
4.2.1 聚合物電解質 156
4.2.2 無機物基電解質 164
4.3 總結與展望 172
參考文獻 173
第5章 改性隔膜及功能夾層 179
5.1 碳材料改性隔膜及功能夾層 180
5.1.1 多孔碳 180
5.1.2 碳納米管 184
5.1.3 石墨烯 187
5.2 聚合物改性隔膜及功能夾層 190
5.3 金屬化合物改性隔膜及功能夾層 194
5.3.1 金屬氧化物 195
5.3.2 金屬硫化物 196
5.3.3 金屬氮化物 199
5.3.4 金屬有機骨架材料 199
5.3.5 其他金屬化合物 201
5.4 總結與展望 203
參考文獻 203
第6章 鋰硫電池理論計算與表征方法 207
6.1 理論計算 208
6.1.1 理論計算簡介 208
6.1.2 鋰硫電池中的理論計算 211
6.2 原位表征 217
6.2.1 表征方法簡介 217
6.2.2 鋰硫電池中的常用表征方法 217
6.3 總結與展望 233
6.3.1 鋰硫電池體系中理論計算的進展與展望 233
6.3.2 各種表征方法的優(yōu)缺點以及未來工作的展望 234
參考文獻 236
第7章 鋰硫電池工程化應用及展望 241
7.1 鋰硫電池工程化關鍵參數(shù) 242
7.1.1 正極硫含量和硫面載量 242
7.1.2 液硫比 243
7.1.3 負極鋰箔的厚度 244
7.1.4 硫的實際比容量 244
7.1.5 其他參數(shù) 244
7.2 鋰硫電池工程化制造工藝探索 245
7.2.1 高比容量硫正極的制備 246
7.2.2 功能電解質的制備 251
7.2.3 新型負極工藝探索 255
7.2.4 電池管理系統(tǒng)設計 260
7.3 鋰硫電池工程化研究現(xiàn)狀與軟包電池技術進展 262
7.3.1 國外鋰硫電池研究進展 263
7.3.2 國內(nèi)鋰硫電池研究進展 264
7.4 鋰硫電池工程化應用與前景分析 266
參考文獻 267
附錄 鋰硫電池的相關術語 271