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內容簡介

　　二次電池作為重要的能源存儲器件，在如今社會生活中發(fā)揮著不可替代的作用，而決定電池性能的就是電池材料，尤其是電極材料。本書從電池材料的制備、表征和性能調控三方面介紹電池材料的設計、制造與應用，重點敘述了鋰離子電池和水系二次電池所用材料的成分、結構、制備與表征等內容。本書適宜從事電池開發(fā)的技術人員和相關專業(yè)師生使用，也可供汽車、機械、材料等相關專業(yè)的技術人員參考。

作者簡介

　　張橋保，廈門大學材料學院教授，博士生導師，南強青年拔尖A類人才，嘉庚創(chuàng)新實驗室榮譽研究員，國家自然科學基金優(yōu)秀青年科學基金獲得者。主要從事二次電池關鍵電極材料的設計優(yōu)化及其儲能過程中的構效關系解析的基礎科學和應用研究。2014 年以來共發(fā)表SCI學術論文120 余篇，總引7800余次，ESI高引21篇，H 因子46。迄今以第一或通訊作者（含共同）在Chem. Soc. Rev.， Prog. Mater. Sci.， Adv. Mater.， Nat. Commun.， Energy Environ. Sci.， Mater. Today， Adv. Energy. Mater.， Angew. Chem. Int. Ed.， Coord. Chem. Rev.， Sci. Bull.，等重要學術期刊上發(fā)表論文70余篇，兩篇入選2019年度 “中國百篇影響國際學術論文” ?，F擔任Chin. Chem. Lett.，副主編，J. Energy Chem.， IJMMM 和儲能科學與技術編委， Rare Metals 學術編輯，InfoMat、Nano Research、 SmartMat、Rare Metals和物理化學學報青年編委及專刊客座編輯及中國顆粒學會青年理事。曾獲2020中國新銳科技人物卓越影響獎，J. Mater. Chem. A.期刊新銳研究者獎，第十四屆福建省自然科學優(yōu)秀論文二等獎和廈門大學德貞社會課堂基金優(yōu)秀指導教師獎等獎項。

圖書目錄

第1章緒論1
1.1電池概述1
1.1.1鋅錳電池2
1.1.2鉛酸電池4
1.1.3鎳氫電池4
1.1.4鋰離子電池5
1.1.5水系二次電池7
1.1.6其他電池7
1.2電池及電池材料研究現狀及發(fā)展趨勢8

第2章電池材料制備方法10
2.1固相法10
2.1.1高溫固相合成法12
2.1.2自蔓延高溫合成法14
2.1.3高能球磨法17
2.2液相法19
2.2.1沉淀法20
2.2.2水熱法22
2.2.3溶劑熱法29
2.2.4溶膠凝膠法32
2.2.5微乳液法37
2.2.6微波合成法40
2.2.7模板法43
2.2.8噴霧法48
2.2.9靜電紡絲法52
2.3氣相法58
2.3.1物理氣相沉積法59
2.3.2化學氣相沉積法61
參考文獻67

第3章電池性能測試與材料表征技術71
3.1電化學性能測試71
3.1.1充放電性能測試72
3.1.2電化學阻抗譜76
3.1.3伏安測試77
3.2顯微分析80
3.2.1光學顯微鏡80
3.2.2掃描電子顯微鏡83
3.2.3雙束顯微鏡87
3.2.4透射電子顯微鏡88
3.2.5原子力顯微鏡113
3.3X射線表征分析118
3.3.1X射線衍射119
3.3.2X射線光電子能譜122
3.3.3近邊結構X射線吸收光譜128
3.3.4X射線成像130
3.4波譜分析134
3.4.1拉曼光譜分析134
3.4.2核磁共振分析142
3.5總結與展望146
參考文獻148

第4章鋰離子電池材料154
4.1鋰離子電池概述154
4.1.1鋰離子電池工作原理155
4.1.2鋰離子電池組成156
4.1.3鋰離子電池的優(yōu)缺點158
4.1.4鋰離子電池對電極材料的要求159
4.2正極材料161
4.2.1層狀結構正極材料161
4.2.2尖晶石結構正極材料171
4.2.3聚陰離子型正極材料174
4.2.4其他類型正極材料185
4.3負極材料191
4.3.1嵌入型負極材料191
4.3.2合金型負極材料197
4.3.3轉化型負極材料209
4.3.4鋰金屬負極215
4.4電解質材料218
4.4.1有機液體電解質218
4.4.2聚合物電解質230
4.4.3凝膠電解質233
4.4.4無機固態(tài)電解質237
4.5隔膜材料241
4.5.1鋰離子電池隔膜材料的種類242
4.5.2鋰離子電池隔膜存在的問題246
4.5.3鋰離子電池隔膜的改性技術248
4.5.4鋰離子電池隔膜發(fā)展趨勢254
參考文獻255

第5章水系二次電池材料272
5.1水系二次電池發(fā)展現狀272
5.2水系鋰離子電池材料275
5.2.1水系鋰離子電池正極材料275
5.2.2水系鋰離子電池負極材料277
5.3水系鈉離子電池材料280
5.3.1水系鈉離子電池正極材料281
5.3.2水系鈉離子電池負極材料284
5.4混合水系電池正極材料287
5.5水系鋅離子電池正極材料288
5.5.1水系鋅離子電池錳基正極材料290
5.5.2水系鋅離子電池釩基正極材料309
5.6鋅基水系電池負極材料研究進展333
5.6.1鋅負極面臨的挑戰(zhàn)333
5.6.2鋅負極優(yōu)化策略336
參考文獻348