金屬離子電池

目錄
叢書序
前言
第1章 金屬離子電池概述1
1.1 金屬離子電池簡介1
1.2 金屬離子電池的發(fā)展歷史3
1.3 金屬離子電池的種類5
1.3.1 按載流子分類5
1.3.2 按電解液（質(zhì)）類型分類8
1.3.3 按用途分類13
參考文獻15
第2章 金屬離子電池化學(xué)基礎(chǔ)17
2.1 金屬離子電池的組成17
2.1.1 正極（或陰極）17
2.1.2 負(fù)極（或陽極）18
2.1.3 電解液18
2.1.4 隔膜19
2.1.5 外包裝19
2.1.6 其他結(jié)構(gòu)19
2.2 電池電動勢、電壓和極化20
2.2.1 電池電動勢20
2.2.2 電壓21
2.2.3 極化22
2.3 電池性能23
2.3.1 容量和比容量23
2.3.2 能量和比能量24
2.3.3 放電深度25
2.3.4 自放電25
2.3.5 庫侖效率26
2.3.6 電池內(nèi)阻26
2.3.7 電池壽命27
參考文獻27
第3章 鋰離子電池28
3.1 概述28
3.2 鋰離子電池的工作原理29
3.3 正極材料30
3.3.1 層狀正極材料30
3.3.2 尖晶石型材料53
3.3.3 聚陰離子型正極材料64
3.3.4 有機正極材料74
3.4 負(fù)極材料75
3.4.1 碳負(fù)極材料76
3.4.2 硅負(fù)極材料80
3.4.3 鈦酸鋰負(fù)極材料81
3.4.4 鋰金屬負(fù)極材料83
3.4.5 其他負(fù)極材料84
3.5 電解液（質(zhì)）86
3.5.1 有機電解液86
3.5.2 固態(tài)電解質(zhì)96
3.5.3 水系電解液104
3.6 隔膜材料106
3.7 集流體109
3.8 鋰離子電池制造工藝與技術(shù)111
3.9 研究現(xiàn)狀與展望117
參考文獻119
第4章 鈉離子電池130
4.1 概述130
4.2 鈉離子電池的工作原理132
4.3 正極材料133
4.3.1 層狀氧化物133
4.3.2 聚陰離子型化合物149
4.3.3 普魯士藍及其類似物155
4.3.4 其他正極材料162
4.4 負(fù)極材料162
4.4.1 碳基負(fù)極材料163
4.4.2 鈦基負(fù)極材料170
4.4.3 轉(zhuǎn)化類負(fù)極材料171
4.4.4 合金型負(fù)極材料172
4.5 電解液（質(zhì)）173
4.5.1 非水系電解液173
4.5.2 無機固態(tài)鈉離子電解質(zhì)181
4.5.3 聚合物電解質(zhì)185
4.5.4 復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)189
4.6 隔膜材料189
4.7 鈉離子全電池的構(gòu)筑190
4.8 研究現(xiàn)狀與展望191
參考文獻193
第5章 鋅離子電池202
5.1 概述202
5.2 鋅離子電池工作原理204
5.2.1 Zn2+嵌入機理205
5.2.2 H+嵌入機理206
5.2.3 Zn2+/H+共嵌入機理207
5.2.4 MnO2沉積/溶解機理208
5.3 正極材料209
5.3.1 錳氧化物209
5.3.2 釩基化合物212
5.3.3 普魯士藍及其衍生物214
5.3.4 有機化合物215
5.4 負(fù)極材料217
5.4.1 金屬鋅負(fù)極材料217
5.4.2 鋅合金負(fù)極材料224
5.4.3 鋅離子嵌入型負(fù)極材料225
5.5 電解液（質(zhì)）225
5.5.1 水系電解液226
5.5.2 離子液體/共晶溶劑基電解質(zhì)228
5.6 研究現(xiàn)狀與展望229
參考文獻232
第6章 其他金屬離子電池體系236
6.1 鉀離子電池236
6.1.1 鉀離子電池正極材料237
6.1.2 鉀離子電池負(fù)極材料243
6.1.3 鉀離子電池電解液（質(zhì)）249
6.2 鎂離子電池252
6.2.1 鎂離子電池正極材料254
6.2.2 鎂離子電池負(fù)極材料257
6.2.3 鎂離子電池電解液259
6.3 鋁離子電池261
6.3.1 鋁離子電池正極材料262
6.3.2 鋁金屬負(fù)極材料266
6.3.3 非水系鋁離子電池電解液268
6.4 鈣離子電池271
6.4.1 鈣離子電池正極材料273
6.4.2 鈣離子電池負(fù)極材料274
6.4.3 鈣離子電池電解液277
參考文獻278
第7章 金屬離子電池的評估284
7.1 電極材料的理化性質(zhì)測試方法284
7.1.1 X射線衍射284
7.1.2 掃描電子顯微鏡288
7.1.3 透射電子顯微鏡290
7.1.4 拉曼光譜295
7.1.5 核磁共振波譜298
7.1.6 紅外光譜300
7.1.7 X射線光電子能譜302
7.1.8 同步輻射X射線吸收譜305
7.2 電池性能的測試方法310
7.2.1 循環(huán)伏安法310
7.2.2 交流阻抗譜法313
7.2.3 恒電流充放電法317
7.2.4 恒電流間歇滴定法318
參考文獻322
第8章 金屬離子電池資源提取與回收利用325
8.1 金屬資源分布與提取325
8.1.1 金屬離子電池中載流子資源的分布與提取325
8.1.2 金屬離子電池中主要活性電對資源的分布與提取329
8.2 鋰離子電池回收技術(shù)331
8.2.1 鋰離子電池回收利用的意義331
8.2.2 鋰離子電池回收預(yù)處理334
8.2.3 金屬材料提煉338
參考文獻346
后記：金屬離子電池技術(shù)挑戰(zhàn)與機遇并存347