《國際製造業先進技術譯叢:鋰離子充電電池》主要介紹了鋰離子充電電池的正極材料，包括尖晶石型結構的鋰嵌入材料、富鋰氧化物、無稀土金屬的鐵基材料和用於鋰微觀電池的鋰鈷氧化物，還介紹了LiMn2O4薄膜、V2O5薄膜、MoO4薄膜等方面的知識。特別是，從熱力學的角度介紹了碳質負極材料和正極材料，對過渡金屬氧化物基化合物、磷酸鹽橄欖石型化合物正極材料進行了拉曼研究。《國際製造業先進技術譯叢:鋰離子充電電池》還討論了固態電解質的界面問題及其添加劑的研究現狀，描述了具有較大市場潛力的固態鋰離子電池及其結構，以及用於高性能環保汽車的新型鋰離子電池的研發進展。
基本介紹
- 書名：國際製造業先進技術譯叢:鋰離子充電電池
- 作者：小澤一范 (Kazunori Ozawa)
- 類型：科技
- 出版日期：2014年9月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787111470588
- 外文名：Lithium Lon Rechargeable Batteries
- 譯者：趙銘姝
- 出版社：機械工業出版社
- 頁數：302頁
- 開本：16
- 品牌：機械工業出版社
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
《國際製造業先進技術譯叢:鋰離子充電電池》可供從事鋰離子電池等能源領域的研究人員和技術人員以及相關專業的高年級本科生和研究生學習參考。
作者簡介
作者：（日本）小澤一范（Kazunori Ozawa） 譯者：趙銘姝 宋曉平
圖書目錄
前言
本書貢獻者
第1章一般概念
Kenzo Matsuki and Kazunori Ozawa1
1.1電池概要1
1.1.1伽伐尼電池體系——水溶液電解液體系2
1.1.2鋰電池體系——非水溶液電解液體系3
1.2鋰離子電池的早期發展4
1.2.1陶瓷生產能力4
1.2.2塗層技術5
1.2.3電解質鹽LiPF65
1.2.4正極中的石墨導電劑5
1.2.5硬碳負極5
1.2.6無紡布熱閉合效應的隔膜5
1.2.7鍍鎳的鐵殼5
1.3現實目標6
參考文獻7
第2章新型電池中尖晶石型結構的鋰嵌入材料
Kingo Ariyoshi，Yoshinari Makimura，and Tsutomu Ohzuku9
2.1引言9
2.2尖晶石型結構概述10
2.3尖晶石型結構的衍生物12
2.3.1源自“尖晶石”的超晶格結構13
2.3.2源自“尖晶石”超結構的例子17
2.4尖晶石型結構鋰嵌入材料的電化學性能21
2.4.1鋰錳氧化物（LMO）21
2.4.2鋰鈦氧化物（LTO）25
2.4.3鋰鎳錳氧化物（LiNiMO）25
2.5具有尖晶石型結構的鋰嵌入材料在12 V無鉛蓄電池中的套用27
2.5.1由鋰鈦氧化物（LTO）和鋰錳氧化物（LMO）組成的12V電池28
2.5.2由鋰鈦氧化物（LTO）和鋰鎳錳氧化物（LiNiMO）組成的12V電池31
2.6結論32
致謝33
參考文獻33
第3章鋰離子電池正極材料富鋰氧化物Li1+x（NizCo1—2zMnz）1—xO2
Naoaki Kumagai and Jung？Min Kim36
3.1引言36
3.2無鈷氧化物Li1+x（Ni1/2Mn1/2）1—xO237
3.3Li1+x（Ni1/3Co1/3Mn1/3）1—xO241
3.4其他材料Li1+x（NizCo1—2zMnz）1—xO245
3.5結論47
參考文獻47
第4章無稀有金屬元素的鐵基正極
Shigeto Okada and Jun？ichi Yamaki50
4.1引言50
4.2二維層狀岩鹽型氧化物正極51
4.3三維NASICON型硫酸鹽正極53
4.4三維橄欖石型磷酸鹽正極54
4.5三維方解石型硼酸鹽正極58
4.6三維鈣鈦礦型氟化物正極59
4.7小結60
參考文獻60
第5章鋰離子電池電極材料的熱力學研究
Rachid Yazami62
5.1引言62
5.2實驗65
5.2.1ETMS65
5.2.2電化學電池的結構和循環過程67
5.2.3熱力學數據的獲取67
5.3討論68
5.3.1碳質負極材料68
5.3.1.1預焦炭（HTT<500℃）70
5.3.1.2焦炭（HTT為900～1700℃）73
5.3.1.3焦炭（HTT為2200℃和HTT為2600℃）74
5.3.1.4天然石墨76
5.3.1.5熵和石墨化程度78
5.3.2正極材料81
5.3.2.1LiCoO281
5.3.2.2LiMn2O484
5.3.2.3循環對熱力學的影響86
5.4結論87
致謝88
參考文獻88
延伸閱讀材料95
第6章鋰離子電池正極材料的拉曼研究
Rita Baddour？Hadjean and Jean？Pierre Pereira？Ramos96
6.1引言96
6.2拉曼顯微光譜術的原理和設備96
6.2.1原理96
6.2.2儀器98
6.3過渡金屬氧化物基化合物98
6.3.1LiCoO299
6.3.2LiNiO2及其衍生化合物LiNi1—yCoyO2（0<y<1）104
6.3.3錳氧化物基化合物105
6.3.3.1MnO2型化合物105
6.3.3.2三元系含鋰化合物LixMnOy108
6.3.4V2O5116
6.3.4.1V2O5的結構117
6.3.4.2LixV2O5的結構特徵120
6.3.5TiO2131
6.4磷酸鹽橄欖石型LiMPO4化合物137
6.5總結142
參考文獻143
第7章從電解質重要性的角度闡述鋰離子電池的發展
Masaki Yoshio，Hiroyoshi Nakamura，and Nikolay Dimov152
7.1引言152
7.2改善鋰離子電池性能的添加劑的總體設計154
7.3一系列探究新型添加劑的發展過程157
7.4鋰離子電池的正極以及其他添加劑160
7.5調整方式162
參考文獻165
第8章無機添加劑與電極界面
Shinichi Komaba166
8.1引言166
8.2過渡金屬離子和正極的溶解167
8.2.1Mn（Ⅱ）離子168
8.2.2Co（Ⅱ）離子170
8.2.3Ni（Ⅱ）離子172
8.3如何抑制Mn（Ⅱ）離子的惡化173
8.3.1LiI，LiBr和NH4I173
8.3.22乙烯基吡啶175
8.4鹼金屬離子182
8.4.1Na+離子182
8.4.2K+離子188
8.5鹼金屬鹽的塗覆190
8.6小結193
致謝193
參考文獻193
第9章固體聚合物電解質的特性與全固態鋰聚合物二次電池的製備
Masataka Wakihara，Masanobu Nakayama，and Yuki Kato197
9.1鋰鹽聚合物電解質的分子設計和表征197
9.1.1引言197
9.1.2添加增塑劑的固體聚合物電解質200
9.1.3添加B？PEG和Al？PEG增塑劑的SPE膜的製備201
9.1.4添加B？PEG增塑劑的SPE膜的評價202
9.1.5添加B？PEG增塑劑的SPE膜的離子電導率206
9.1.6鋰離子遷移數209
9.1.7電化學穩定性211
9.1.8小結212
9.2全固態鋰聚合物電池的製備213
9.2.1引言213
9.2.2SPE離子電導率的要求213
9.2.3傳統液態電解質電池和全固態鋰聚合物電池的區別213
9.2.4添加B？PEG和/或Al？PEG增塑劑的SPE的鋰聚合物電池的製備及
其電化學性能217
9.2.5阻燃鋰聚合物電池的製備及其電化學評價223
9.2.6小結229
致謝230
參考文獻230
延伸閱讀材料235
第10章鋰微電池的金屬氧化物薄膜電極
Jean？Pierre Pereira？Ramos and Rita Baddour？Hadjean236
10.1引言236
10.2LiCoO2薄膜237
10.2.1濺射LiCoO2薄膜238
10.2.2PLD LiCoO2薄膜243
10.2.3CVD LiCoO2薄膜247
10.2.4用化學方法製備LiCoO2薄膜247
10.2.5小結249
10.3LiNiO2及其衍生化合物LiNi1—xMO2250
10.3.1固體電解質250
10.3.2液體電解質251
10.3.3Li？Ni？Mn薄膜252
10.3.4小結253
10.4LiMn2O4薄膜253
10.4.1濺射LiMn2O4薄膜253
10.4.2PLD LiMn2O4薄膜255
10.4.3ESD LiMn2O4薄膜257
10.4.4用化學方法製備的LiMn2O4薄膜259
10.4.5取代LiMn2—xMxO4尖晶石薄膜260
10.4.6小結261
10.5V2O5薄膜262
10.5.1濺射V2O5薄膜263
10.5.2PLD V2O5薄膜272
10.5.3CVD V2O5薄膜273
10.5.4蒸發技術製備的V2O5薄膜273
10.5.5靜電霧化沉積法製備的V2O5薄膜275
10.5.6溶液技術法製備的V2O5薄膜275
10.5.7小結276
10.6MoO3薄膜277
10.6.1液體電解質277
10.6.2固體電解質278
10.6.3小結279
10.7總結279
參考文獻281
第11章高性能環保汽車中新型鋰離子電池的研發進展
Hideaki Horie290
11.1引言290
11.2驅動電動車的能源290
11.3對鋰離子電池高功率特性的要求292
11.4電池的熱性能與電池體系的穩定性300
延伸閱讀材料302
本書貢獻者
第1章一般概念
Kenzo Matsuki and Kazunori Ozawa1
1.1電池概要1
1.1.1伽伐尼電池體系——水溶液電解液體系2
1.1.2鋰電池體系——非水溶液電解液體系3
1.2鋰離子電池的早期發展4
1.2.1陶瓷生產能力4
1.2.2塗層技術5
1.2.3電解質鹽LiPF65
1.2.4正極中的石墨導電劑5
1.2.5硬碳負極5
1.2.6無紡布熱閉合效應的隔膜5
1.2.7鍍鎳的鐵殼5
1.3現實目標6
參考文獻7
第2章新型電池中尖晶石型結構的鋰嵌入材料
Kingo Ariyoshi，Yoshinari Makimura，and Tsutomu Ohzuku9
2.1引言9
2.2尖晶石型結構概述10
2.3尖晶石型結構的衍生物12
2.3.1源自“尖晶石”的超晶格結構13
2.3.2源自“尖晶石”超結構的例子17
2.4尖晶石型結構鋰嵌入材料的電化學性能21
2.4.1鋰錳氧化物（LMO）21
2.4.2鋰鈦氧化物（LTO）25
2.4.3鋰鎳錳氧化物（LiNiMO）25
2.5具有尖晶石型結構的鋰嵌入材料在12 V無鉛蓄電池中的套用27
2.5.1由鋰鈦氧化物（LTO）和鋰錳氧化物（LMO）組成的12V電池28
2.5.2由鋰鈦氧化物（LTO）和鋰鎳錳氧化物（LiNiMO）組成的12V電池31
2.6結論32
致謝33
參考文獻33
第3章鋰離子電池正極材料富鋰氧化物Li1+x（NizCo1—2zMnz）1—xO2
Naoaki Kumagai and Jung？Min Kim36
3.1引言36
3.2無鈷氧化物Li1+x（Ni1/2Mn1/2）1—xO237
3.3Li1+x（Ni1/3Co1/3Mn1/3）1—xO241
3.4其他材料Li1+x（NizCo1—2zMnz）1—xO245
3.5結論47
參考文獻47
第4章無稀有金屬元素的鐵基正極
Shigeto Okada and Jun？ichi Yamaki50
4.1引言50
4.2二維層狀岩鹽型氧化物正極51
4.3三維NASICON型硫酸鹽正極53
4.4三維橄欖石型磷酸鹽正極54
4.5三維方解石型硼酸鹽正極58
4.6三維鈣鈦礦型氟化物正極59
4.7小結60
參考文獻60
第5章鋰離子電池電極材料的熱力學研究
Rachid Yazami62
5.1引言62
5.2實驗65
5.2.1ETMS65
5.2.2電化學電池的結構和循環過程67
5.2.3熱力學數據的獲取67
5.3討論68
5.3.1碳質負極材料68
5.3.1.1預焦炭（HTT<500℃）70
5.3.1.2焦炭（HTT為900～1700℃）73
5.3.1.3焦炭（HTT為2200℃和HTT為2600℃）74
5.3.1.4天然石墨76
5.3.1.5熵和石墨化程度78
5.3.2正極材料81
5.3.2.1LiCoO281
5.3.2.2LiMn2O484
5.3.2.3循環對熱力學的影響86
5.4結論87
致謝88
參考文獻88
延伸閱讀材料95
第6章鋰離子電池正極材料的拉曼研究
Rita Baddour？Hadjean and Jean？Pierre Pereira？Ramos96
6.1引言96
6.2拉曼顯微光譜術的原理和設備96
6.2.1原理96
6.2.2儀器98
6.3過渡金屬氧化物基化合物98
6.3.1LiCoO299
6.3.2LiNiO2及其衍生化合物LiNi1—yCoyO2（0<y<1）104
6.3.3錳氧化物基化合物105
6.3.3.1MnO2型化合物105
6.3.3.2三元系含鋰化合物LixMnOy108
6.3.4V2O5116
6.3.4.1V2O5的結構117
6.3.4.2LixV2O5的結構特徵120
6.3.5TiO2131
6.4磷酸鹽橄欖石型LiMPO4化合物137
6.5總結142
參考文獻143
第7章從電解質重要性的角度闡述鋰離子電池的發展
Masaki Yoshio，Hiroyoshi Nakamura，and Nikolay Dimov152
7.1引言152
7.2改善鋰離子電池性能的添加劑的總體設計154
7.3一系列探究新型添加劑的發展過程157
7.4鋰離子電池的正極以及其他添加劑160
7.5調整方式162
參考文獻165
第8章無機添加劑與電極界面
Shinichi Komaba166
8.1引言166
8.2過渡金屬離子和正極的溶解167
8.2.1Mn（Ⅱ）離子168
8.2.2Co（Ⅱ）離子170
8.2.3Ni（Ⅱ）離子172
8.3如何抑制Mn（Ⅱ）離子的惡化173
8.3.1LiI，LiBr和NH4I173
8.3.22乙烯基吡啶175
8.4鹼金屬離子182
8.4.1Na+離子182
8.4.2K+離子188
8.5鹼金屬鹽的塗覆190
8.6小結193
致謝193
參考文獻193
第9章固體聚合物電解質的特性與全固態鋰聚合物二次電池的製備
Masataka Wakihara，Masanobu Nakayama，and Yuki Kato197
9.1鋰鹽聚合物電解質的分子設計和表征197
9.1.1引言197
9.1.2添加增塑劑的固體聚合物電解質200
9.1.3添加B？PEG和Al？PEG增塑劑的SPE膜的製備201
9.1.4添加B？PEG增塑劑的SPE膜的評價202
9.1.5添加B？PEG增塑劑的SPE膜的離子電導率206
9.1.6鋰離子遷移數209
9.1.7電化學穩定性211
9.1.8小結212
9.2全固態鋰聚合物電池的製備213
9.2.1引言213
9.2.2SPE離子電導率的要求213
9.2.3傳統液態電解質電池和全固態鋰聚合物電池的區別213
9.2.4添加B？PEG和/或Al？PEG增塑劑的SPE的鋰聚合物電池的製備及
其電化學性能217
9.2.5阻燃鋰聚合物電池的製備及其電化學評價223
9.2.6小結229
致謝230
參考文獻230
延伸閱讀材料235
第10章鋰微電池的金屬氧化物薄膜電極
Jean？Pierre Pereira？Ramos and Rita Baddour？Hadjean236
10.1引言236
10.2LiCoO2薄膜237
10.2.1濺射LiCoO2薄膜238
10.2.2PLD LiCoO2薄膜243
10.2.3CVD LiCoO2薄膜247
10.2.4用化學方法製備LiCoO2薄膜247
10.2.5小結249
10.3LiNiO2及其衍生化合物LiNi1—xMO2250
10.3.1固體電解質250
10.3.2液體電解質251
10.3.3Li？Ni？Mn薄膜252
10.3.4小結253
10.4LiMn2O4薄膜253
10.4.1濺射LiMn2O4薄膜253
10.4.2PLD LiMn2O4薄膜255
10.4.3ESD LiMn2O4薄膜257
10.4.4用化學方法製備的LiMn2O4薄膜259
10.4.5取代LiMn2—xMxO4尖晶石薄膜260
10.4.6小結261
10.5V2O5薄膜262
10.5.1濺射V2O5薄膜263
10.5.2PLD V2O5薄膜272
10.5.3CVD V2O5薄膜273
10.5.4蒸發技術製備的V2O5薄膜273
10.5.5靜電霧化沉積法製備的V2O5薄膜275
10.5.6溶液技術法製備的V2O5薄膜275
10.5.7小結276
10.6MoO3薄膜277
10.6.1液體電解質277
10.6.2固體電解質278
10.6.3小結279
10.7總結279
參考文獻281
第11章高性能環保汽車中新型鋰離子電池的研發進展
Hideaki Horie290
11.1引言290
11.2驅動電動車的能源290
11.3對鋰離子電池高功率特性的要求292
11.4電池的熱性能與電池體系的穩定性300
延伸閱讀材料302
