中國(guó)制造2025出版工程：鋰離子電池電極材料

第1章　鋰離子電池概述　/ 1
　1.1　鋰離子電池概述　/ 1
　　　1.1.1　鋰離子電池的發(fā)展簡(jiǎn)史　/ 1
　　　1.1.2　鋰離子電池的組成及原理　/ 2
　　　1.1.3　鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)　/ 6
　1.2　鋰離子電池電極材料的安全性　/ 7
　　　1.2.1　正極材料的安全性　/ 8
　　　1.2.2　負(fù)極材料的安全性　/ 8
　1.3　鋰離子電池電極材料的表征與測(cè)試方法　/ 9
　　　1.3.1　物理表征方法　/ 9
　　　1.3.2　電化學(xué)表征方法　/ 10
　　　1.3.3　電極材料活化能的計(jì)算　/ 14
　1.4　鋰離子電池隔膜　/ 15
　　　1.4.1　鋰離子電池隔膜的制備方法　/ 15
　　　1.4.2　鋰離子電池隔膜的結(jié)構(gòu)與性能　/ 16
　1.5　鋰離子電池有機(jī)電解液　/ 17
　參考文獻(xiàn)　/ 18
第2章　鋰離子電池層狀正極材料/ 19
　2.1　LiCoO2 電極材料　/ 19
　　　2.1.1　LiCoO2 電極材料的結(jié)構(gòu)　/ 19
　　　2.1.2　LiCoO2 電極材料的電化學(xué)性能　/ 20
　　　2.1.3　LiCoO2 的制備方法　/ 21
　　　2.1.4　LiCoO2 的摻雜　/ 22
　　　2.1.5　LiCoO2 的表面改性　/ 25
　2.2　LiNiO2 正極材料　/ 27
　　　2.2.1　LiNiO2 的制備方法　/ 28
　　　2.2.2　LiNiO2 的摻雜改性　/ 28
　2.3　層狀錳酸鋰（LiMnO2） 　/ 30
　　　2.3.1　層狀錳酸鋰的合成　/ 31
　 2.3.2　不同的形貌對(duì)層狀錳酸鋰的電化學(xué)性能的影響　/ 32
　　　2.3.3　層狀錳酸鋰的摻雜改性　/ 33
　2.4　三元材料（LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2） 　/ 34
　　　2.4.1　LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2 材料的結(jié)構(gòu)　/ 34
　　　2.4.2　LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2 材料的合成　/ 36
　　　2.4.3　不同形貌對(duì)LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2 材料性能的影響　/ 37
　　　2.4.4　LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2 材料的摻雜改性　/ 39
　　　2.4.5　LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2 材料的表面包覆　/ 41
　2.5　富鋰材料　/ 43
　　　2.5.1　富鋰材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能　/ 44
　　　2.5.2　富鋰材料的充放電機(jī)理　/ 47
　　　2.5.3　富鋰材料的合成　/ 51
　　　2.5.4　富鋰材料的性能改進(jìn)　/ 53
　參考文獻(xiàn)　/ 60
第3章　尖晶石正極材料 /64
　3.1　LiMn2O4 正極材料　/ 64
　　　3.1.1　LiMn2O4 正極材料的結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能　/ 64
　　　3.1.2　LiMn2O4 正極材料的容量衰減機(jī)理　/ 68
　　　3.1.3　LiMn2O4 正極材料制備方法　/ 74
　　　3.1.4　提高LiMn2O4 正極材料性能的方法　/ 76
　3.2　LiNi0.5Mn1.5O4 　/ 91
　　　3.2.1　LiNi0.5Mn1.5O4 正極材料的結(jié)構(gòu)與性能　/ 91
　　　3.2.2　LiNi0.5Mn1.5O4 正極材料的失效機(jī)制　/ 95
　　　3.2.3　LiNi0.5Mn1.5O4 正極材料的合成　/ 97
　　　3.2.4　LiNi0.5Mn1.5O4 正極材料的形貌控制　/ 100
　　　3.2.5　LiNi0.5Mn1.5O4 正極材料的摻雜　/ 103
　　　3.2.6　LiNi0.5Mn1.5O4 正極材料的表面包覆　/ 107
　參考文獻(xiàn)　/ 109
第4章　磷酸鹽正極材料 /114
　4.1　磷酸亞鐵鋰　/ 114
　　　4.1.1　LiFePO4 的晶體結(jié)構(gòu)　/ 114
　　　4.1.2　LiFePO4 的充放電機(jī)理　/ 115
　　　4.1.3　LiFePO4 的合成方法　/ 117
　　　4.1.4　LiFePO4 的摻雜改性　/ 120
　4.2　磷酸錳鋰　/ 122
　 4.2.1　LiMnPO4 的結(jié)構(gòu)特性　/ 122
　　　4.2.2　LiMnPO4 的改性研究　/ 126
　4.3　LiCoPO4 和LiNiPO4 正極材料　/ 134
　　　4.3.1　LiCoPO4 的結(jié)構(gòu)　/ 134
　　　4.3.2　LiCoPO4 的制備方法　/ 136
　　　4.3.3　LiCoPO4 的摻雜改性　/ 137
　　　4.3.4　LiNiPO4 正極材料　/ 137
　4.4　Li3 V2（PO4） 3 正極材料　/ 138
　　　4.4.1　Li3 V2（PO4）3 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)　/ 138
　　　4.4.2　Li3 V2（PO4）3 的制備方法　/ 141
　　　4.4.3　Li3 V2（PO4）3 的摻雜改性　/ 142
　　　4.4.4　不同形貌的Li3 V2（PO4）3 　/ 144
　4.5　焦磷酸鹽正極材料　/ 146
　4.6　氟磷酸鹽正極材料　/ 148
　參考文獻(xiàn)　/ 150
第5章　硅酸鹽正極材料 /154
　5.1　硅酸鐵鋰　/ 154
　　　5.1.1　硅酸鐵鋰的結(jié)構(gòu)　/ 154
　　　5.1.2　硅酸鐵鋰的合成　/ 159
　　　5.1.3　硅酸鐵鋰的改性　/ 162
　5.2　硅酸錳鋰　/ 167
　　　5.2.1　硅酸錳鋰的結(jié)構(gòu)　/ 167
　　　5.2.2　納米硅酸錳鋰材料的碳包覆　/ 170
　　　5.2.3　硅酸錳鋰材料的摻雜　/ 172
　5.3　硅酸鈷鋰　/ 176
　參考文獻(xiàn)　/ 176
第6章　LiFeSO4F 正極材料//180
　6.1　LiFeSO4F 的結(jié)構(gòu)　/ 180
　6.2　LiFeSO4F 的合成方法　/ 197
　　　6.2.1　離子熱法　/ 197
　　　6.2.2　固相法　/ 198
　　　6.2.3　聚合物介質(zhì)法　/ 199
　　　6.2.4　微波溶劑熱法　/ 199
　6.3　LiFeSO4F 的摻雜改性　/ 200
　　　6.3.1　LiFeSO4F 的金屬摻雜　/ 200
　 6.3.2　LiFeSO4F 的包覆改性　/ 201
　參考文獻(xiàn)　/ 202
第7章　碳基、硅基、錫基材料 /204
　7.1　碳基材料　/ 204
　　　7.1.1　石墨　/ 205
　　　7.1.2　非石墨類(lèi)　/ 208
　　　7.1.3　碳納米材料　/ 209
　　　7.1.4　石墨烯材料　/ 210
　7.2　硅基材料　/ 212
　　　7.2.1　硅負(fù)極材料的儲(chǔ)鋰機(jī)理　/ 212
　　　7.2.2　硅負(fù)極材料納米化　/ 213
　　　7.2.3　硅-碳復(fù)合材料　/ 216
　　　7.2.4　其他硅基復(fù)合材料　/ 218
　7.3　錫基材料　/ 219
　　　7.3.1　錫基材料的納米化　/ 220
　　　7.3.2　錫-碳復(fù)合材料　/ 222
　參考文獻(xiàn)　/ 223
第8章　Li4Ti5O12 負(fù)極材料 /225
　8.1　Li4Ti5O12 的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性　/ 225
　　　8.1.1　Li4Ti5O12 的結(jié)構(gòu)　/ 225
　　　8.1.2　Li4Ti5O12 的穩(wěn)定性　/ 226
　8.2　Li4Ti5O12 的電化學(xué)性能　/ 229
　8.3　Li4 Ti5 O12 的合成　/ 231
　　　8.3.1　Li4Ti5O12 的合成方法　/ 231
　　　8.3.2　Li4Ti5O12 的納米化及表面形貌控制　/ 234
　8.4　Li4Ti5O12 的摻雜　/ 237
　8.5　Li4Ti5O12 材料的表面改性　/ 240
　　　8.5.1　Li4Ti5O12 復(fù)合材料　/ 240
　　　8.5.2　Li4Ti5O12 的表面改性　/ 244
　8.6　Li4Ti5O12 材料的氣脹　/ 253
　　　8.6.1　Li4Ti5O12 材料的產(chǎn)氣機(jī)理　/ 253
　　　8.6.2　抑制Li4Ti5O12 材料氣脹的方法　/ 255
　參考文獻(xiàn)　/ 255
第9章　鈦基負(fù)極材料 /259
　9.1　Li-Ti-O 化合物　/ 259
　　　9.1.1　LiTi2O4 　/ 259
　　　9.1.2　Li2Ti3O7 　/ 261
　　　9.1.3　Li2Ti6O13 　/ 261
　9.2　MLi2Ti6O14（M=2Na,Sr,Ba） 　/ 262
　　　9.2.1　MLi2Ti6O14（M=2Na,Sr,Ba） 的結(jié)構(gòu)　/ 262
　　　9.2.2　MLi2Ti6O14（M=2Na,Sr,Ba） 的合成方法　/ 265
　　　9.2.3　MLi2Ti6O14（M=2Na,Sr,Ba） 的摻雜改性　/ 267
　　　9.2.4　MLi2Ti6O14（M=2Na,Sr,Ba） 的包覆改性　/ 275
　9.3　Li2MTi3O8（M=Zn,Cu,Mn） 　/ 276
　　　9.3.1　Li2ZnTi3O8 　/ 276
　　　9.3.2　Li2MnTi3O8 　/ 280
　　　9.3.3　Li2CuTi3O8 　/ 282
　9.4　Li-Cr-Ti-O　/ 283
　　　9.4.1　LiCrTiO4 　/ 283
　　　9.4.2　Li5Cr7Ti6O25 　/ 285
　9.5　TiO2 負(fù)極材料　/ 289
　參考文獻(xiàn)　/ 289
第10章　其他新型負(fù)極材料 /294
　10.1　過(guò)渡金屬氧化物負(fù)極材料　/ 294
　　　10.1.1　四氧化三鈷　/ 295
　　　10.1.2　氧化鎳　/ 297
　　　10.1.3　二氧化錳　/ 299
　　　10.1.4　雙金屬氧化物　/ 300
　10.2　鈮基負(fù)極材料　/ 303
　　　10.2.1　鈮基氧化物負(fù)極材料　/ 303
　　　10.2.2　鈦鈮氧化物（Ti-Nb-O）　/ 304
　　　10.2.3　其他鈮基氧化物　/ 308
　10.3　磷化物和氮化物負(fù)極材料　/ 310
　10.4　硫化物負(fù)極材料　/ 311
　10.5　硝酸鹽負(fù)極材料　/ 314
　參考文獻(xiàn)　/ 320
第11章　鋰離子電池材料的理論設(shè)計(jì)及其電化學(xué)性能的預(yù)測(cè) /323
　11.1　鋰離子電池材料的熱力學(xué)穩(wěn)定性　/ 323
　　　11.1.1　電池材料相對(duì)于元素相的熱力學(xué)穩(wěn)定性　/ 324
　　　11.1.2　電池材料相對(duì)于氧化物的熱力學(xué)穩(wěn)定性　/ 326
　11.2　電極材料的力學(xué)穩(wěn)定性及失穩(wěn)機(jī)制　/ 328
　　　11.2.1　LixMPO4（M=Fe、Mn；x=0、1） 材料的力學(xué)性質(zhì)　/ 328
　　　11.2.2　LixMPO4（M=Fe、Mn；x= 0、1） 材料的電子結(jié)構(gòu)及力學(xué)失穩(wěn)機(jī)制　/ 332
　11.3　Li2-xMO3 電極材料的晶格釋氧問(wèn)題及其氧化還原機(jī)理　/ 337
　　　11.3.1　Li2-xMO3 電極材料的晶格釋氧問(wèn)題　/ 337
　　　11.3.2　Li2-xMO3 電極材料的氧化還原機(jī)理　/ 341
　11.4　鋰離子電池材料的電化學(xué)性能的理論預(yù)測(cè)　/ 347
　　　11.4.1　電極材料的理論電壓及儲(chǔ)鋰機(jī)制　/ 347
　　　11.4.2　電極材料的表面形貌的預(yù)測(cè)及表面效應(yīng)　/ 350
　　　11.4.3　鋰離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)及倍率性能　/ 357
　參考文獻(xiàn)　/ 360