儲能及動力電池正極材料設計與制備技術：儲能與動力電池技術及應用

目錄Contents
目錄
叢書序
前言
第1章 緒論 1
1.1 鋰電池概述 2
1.1.1 鋰電池的發(fā)展歷史 2
1.1.2 鋰離子電池的優(yōu)缺點 3
1.2 鋰離子電池結構和工作原理 4
1.3 鋰離子電池分類 5
1.3.1 按電解質材料分類 5
1.3.2 按應用場景分類 6
1.3.3 按產品外觀分類 6
1.4 鋰離子電池主要組成 7
1.4.1 正極材料 7
1.4.2 負極材料 8
1.4.3 電解質 8
1.4.4 其他部件 9
1.5 常見正極材料 10
參考文獻 11
第2章 層狀多元材料 12
2.1 層狀多元材料的開發(fā)歷史 13
2.2 層狀多元材料的結構與電化學性能 15
2.2.1 層狀多元材料的結構 15
2.2.2 層狀多元材料的電化學性能 20
2.3 層狀多元材料存在的問題及其改性 26
2.3.1 層狀多元材料存在的問題 26
2.3.2 層狀多元材料的摻雜改性 32
2.3.3 層狀多元材料的包覆改性 34
2.3.4 高鎳多元材料的異質結構 37
2.4 商用層狀多元材料的制備方法 39
2.4.1 商用層狀多元材料的制備工藝 39
2.4.2 典型的層狀多元材料 43
2.5 層狀多元材料的發(fā)展方向 45
參考文獻 49
第3章 尖晶石型錳酸鋰材料 54
3.1 尖晶石型錳酸鋰材料的開發(fā)歷史 55
3.2 尖晶石型錳酸鋰材料的結構與電化學性能 55
3.2.1 尖晶石型錳酸鋰的結構 55
3.2.2 尖晶石型錳酸鋰的電化學性能 61
3.3 尖晶石型錳酸鋰材料存在的問題及其改性 63
3.3.1 尖晶石型錳酸鋰材料存在的問題 63
3.3.2 尖晶石型錳酸鋰材料的摻雜改性 65
3.3.3 尖晶石型錳酸鋰材料的包覆改性 68
3.3.4 尖晶石型錳酸鋰材料的形貌結構設計 69
3.4 商用尖晶石型錳酸鋰材料的制備方法 70
3.4.1 商用尖晶石型錳酸鋰材料的制備工藝 70
3.4.2 典型的尖晶石型錳酸鋰材料 73
3.5 尖晶石型錳酸鋰材料的發(fā)展方向 74
參考文獻 75
第4章 橄欖石型磷酸鹽材料 78
4.1 橄欖石型磷酸鹽材料的開發(fā)歷史 79
4.2 橄欖石型磷酸鹽材料的結構與電化學性能 80
4.2.1 橄欖石型磷酸鹽材料的結構 80
4.2.2 橄欖石型磷酸鹽材料的電化學性能 83
4.3 橄欖石型磷酸鹽材料存在的問題及其改性 86
4.3.1 橄欖石型磷酸鹽材料存在的問題 86
4.3.2 導電材料包覆/復合 87
4.3.3 摻雜改性 88
4.3.4 結構納米化 90
4.3.5 新型結構設計 90
4.4 商用磷酸鐵鋰材料的制備方法 93
4.4.1 商用磷酸鐵鋰材料的制備工藝 93
4.4.2 典型的磷酸鐵鋰材料 95
4.5 橄欖石型磷酸鹽材料的發(fā)展方向 96
參考文獻 98
第5章 富鋰錳基正極材料 101
5.1 富鋰錳基材料的開發(fā)歷史 102
5.2 富鋰錳基材料的結構與電化學性能 103
5.2.1 富鋰錳基材料的結構 103
5.2.2 富鋰錳基材料的電化學性能 105
5.3 富鋰錳基材料存在的問題及其改性 111
5.3.1 富鋰錳基材料存在的問題 111
5.3.2 富鋰錳基材料的摻雜改性 112
5.3.3 富鋰錳基材料的表面改性 113
5.3.4 新型結構設計 115
5.4 富鋰錳基材料的制備方法 116
5.4.1 商用富鋰錳基材料的制備工藝 116
5.4.2 典型的富鋰錳基材料 117
5.5 富鋰錳基材料的發(fā)展方向 118
參考文獻 119
第6章 其他新型正極材料 123
6.1 硅酸鹽正極材料 124
6.1.1 硅酸鹽正極材料的結構與電化學性能 124
6.1.2 硅酸鹽正極材料存在的問題及其改性 126
6.1.3 硅酸鹽正極材料的發(fā)展方向 127
6.2 釩酸鹽正極材料 128
6.2.1 釩酸鹽正極材料的結構與電化學性能 128
6.2.2 釩酸鹽正極材料存在的問題及其改性 130
6.2.3 釩酸鹽正極材料的發(fā)展方向 130
6.3 硫基正極材料 130
6.3.1 硫基正極材料的結構與電化學性能 131
6.3.2 硫基正極材料存在的問題及其改性 132
6.3.3 硫基正極材料的發(fā)展方向 133
6.4 金屬氟化物正極材料 134
6.4.1 金屬氟化物正極材料的結構與電化學性能 134
6.4.2 金屬氟化物正極材料存在的問題及其改性 137
6.4.3 金屬氟化物正極材料的發(fā)展方向 138
6.5 普魯士藍類正極材料 138
6.5.1 普魯士藍類正極材料的結構與電化學性能 139
6.5.2 普魯士藍類正極材料存在的問題及其改性 140
6.5.3 普魯士藍類正極材料的發(fā)展方向 141
6.6 有機正極材料 141
6.6.1 有機正極材料的結構與電化學性能 142
6.6.2 有機正極材料存在的問題及其改性 144
6.6.3 有機正極材料的發(fā)展方向 145
參考文獻 145
第7章 正極材料及其前驅體的制備技術與關鍵設備 149
7.1 多元材料及其前驅體的制備技術與設備 150
7.1.1 多元材料前驅體的制備技術與設備 150
7.1.2 多元材料的制備技術與設備 165
7.2 磷酸鐵鋰及其前驅體的制備技術與設備 179
7.2.1 磷酸鐵鋰前驅體的制備技術與設備 179
7.2.2 磷酸鐵鋰材料的制備技術與設備 184
7.3 正極材料及其前驅體制備技術的發(fā)展方向 196
參考文獻 198
第8章 正極材料原材料及其資源分布 199
8.1 全球鋰離子電池正極材料對資源的需求 200
8.2 鋰資源分布及其供需狀況 202
8.2.1 全球及我國鋰資源儲量 202
8.2.2 鋰資源生產與消費領域 203
8.2.3 鋰鹽主要生產工藝 205
8.2.4 鋰鹽主要供應商 207
8.3 鎳資源分布及其供需狀況 208
8.3.1 全球及我國鎳資源儲量 208
8.3.2 鎳資源生產與消費領域 209
8.3.3 鎳鹽主要生產工藝 209
8.3.4 鎳鹽主要供應商 211
8.4 鈷資源分布及其供需狀況 212
8.4.1 全球及我國鈷資源儲量 212
8.4.2 鈷資源生產與消費領域 213
8.4.3 鈷鹽主要生產工藝 214
8.4.4 鈷鹽主要供應商 215
8.5 錳資源分布及其供需狀況 216
8.5.1 全球及我國錳資源儲量 216
8.5.2 錳資源生產與消費領域 218
8.5.3 錳鹽主要生產工藝 218
8.5.4 錳鹽主要供應商 220
8.6 鐵資源分布及其供需狀況 220
8.6.1 全球及我國鐵資源儲量 220
8.6.2 鐵資源生產與消費領域 222
8.6.3 鐵源主要生產工藝 223
8.6.4 鐵源主要供應商 224
8.7 磷資源分布及其供需狀況 224
8.7.1 全球及我國磷資源儲量 224
8.7.2 磷資源生產與消費領域 226
8.7.3 磷源主要生產工藝 226
8.7.4 磷源主要供應商 228
8.8 廢舊鋰離子電池金屬回收利用 228
8.8.1 廢舊鋰離子電池回收再利用的必要性 228
8.8.2 含Ni、Co元素的正極廢料回收再利用方法 229
8.8.3 不含Ni、Co元素的正極廢料回收再利用方法 230
8.8.4 其他有價成分的回收 230
參考文獻 231
第9章 正極材料相關標準與測試評價技術 233
9.1 正極材料、前驅體及其原料的相關標準 234
9.1.1 鋰離子電池正極材料相關標準 234
9.1.2 鋰電正極材料前驅體相關標準 236
9.2 正極材料標準的關鍵性能指標 237
9.2.1 正極材料的化學成分要求 237
9.2.2 正極材料的物理指標要求 240
9.2.3 正極材料的電化學性能要求 243
9.3 前驅體標準要求的關鍵性能指標 245
9.3.1 前驅體的化學成分要求 245
9.3.2 前驅體的物理指標要求 247
9.4 正極材料標準中化學成分的測試方法 248
9.4.1 正極材料化學元素分析方法 248
9.4.2 正極材料其他化學成分的測定 249
9.5 正極材料標準中物理指標的測試方法 251
9.5.1 正極材料常規(guī)物理指標測試 251
9.5.2 正極材料微觀結構指標測試 253
9.6 正極材料標準中電化學性能的測試方法 253
9.6.1 比容量和倍率 253
9.6.2 循環(huán)性能 254
9.7 正極材料的其他先進表征方法 254
參考文獻 257
第10章 正極材料開發(fā)與應用展望 259
10.1 電池及其正極材料應用的多元化 260
10.2 電池及其正極材料的高能量化 262
10.3 正極材料的低成本化 266
10.4 正極材料規(guī)模制造的智慧化 267
參考文獻 269