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1 聚合物锂离子电池的发展 1

1.1　锂离子电池的诞生及其原理 1

1.2　锂离子电池的优缺点及其发展 4

1.2.1　锂离子电池的优点 4

1.2.2　锂离子电池的缺点 5

1.2.3　锂离子电池的发展 5

1.3　聚合物锂离子电池的诞生、原理及其特点 6

1.3.1 聚合物锂离子电池的诞生和原理 6

1.3.2　聚合物锂离子电池的特点 7

1.4　聚合物锂离子电池的发展及其种类 7

1.5　聚合物锂离子电池的结构 8

1.6　金属锂聚合物电池 8

1.7　本书内容说明 9

参考文献 10

2　全固态聚合物电解质 11

2.1 聚合物电解质的发展及分类 11

2.2　聚合物电解质的相结构 12

2.3　聚合物电解质的离子导电模型 14

2.4　聚氧化乙烯 15

2.4.1 与其它聚合物共混 18

2.4.2　形成共聚物 18

2.4.3　生成交联聚合物 23

2.4.4　形成枝状聚合物 26

2.4.5　改变掺杂盐 27

2.4.6　加入无机填料 28

2.4.7　加入有机增强剂 36

2.4.8　增加主链的柔性 37

2.4.9　其它方法 40

2.5　单离子聚合物电解质 40

2.6　其它聚合物电解质 45

2.6.1　聚合物电解质之间的复合 45

2.6.2　有机-无机复合电解质 46

2.6.3　其它聚合物电解质 48

2.7　熔融盐电解质 50

2.8 聚合物电解质与电极的界面 53

参考文献 55

3　凝胶聚合物电解质 59

3.1 凝胶聚合物电解质的研究及其分类 59

3.2　凝胶聚合物电解质中常用的增塑剂及其电化学性能 60

3.2.1 支持电解质锂盐 60

3.2.2　增塑剂的选择要求 63

3.2.3　增塑剂体系的其它性能改进 65

3.3 PEO基凝胶电解质 70

3.3.1　非交联PEO凝胶电解质 71

3.3.2 交联PEO凝胶电解质 73

3.3.3　加入填料的凝胶聚合物电解质 75

3.4 PAN基凝胶电解质 77

3.4.1 PAN基凝胶电解质的作用机理和影响因素 77

3.4.2 聚丙烯腈共聚物的凝胶聚合物电解质 79

3.4.3 PAN交联凝胶电解质 80

3.5 PMMA基凝胶电解质 80

3.5.1 PMMA基凝胶电解质的电化学性能 81

3.5.2　PMMA基凝胶电解质的改性 82

3.6 含氟凝胶聚合物电解质 87

3.6.1 含氟聚合物的物理性能 87

3.6.2 含氟体系凝胶聚合物的制备及其电化学性能 89

3.6.3　含氟聚合物凝胶电解质的改性 91

3.7　其它类型的凝胶聚合物电解质 94

3.8　凝胶聚合物电解质的制备 97

参考文献 100

4　实用正极材料 104

4.1 实用正极材料的种类 104

4.2　氧化钴锂正极材料 104

4.2.1　氧化钴锂的热稳定性 106

4.2.2　氧化钴锂的电化学性能 106

4.2.3　氧化钴锂的改性 108

4.2.4　其它方法制备的LiCoO2 114

4.3　氧化镍锂正极材料 115

4.3.1 氧化镍锂的物理化学性能 115

4.3.2　固相反应制备的氧化镍锂及其电化学性能 116

4.3.3　氧化镍锂的改性 117

4.3.4　其它方法制备的氧化镍锂 124

4.4　尖晶石氧化锰锂LiMn2O4正极材料 125

4.4.1 尖晶石LiMn2O4的结构和电化学性能 125

4.4.2　尖晶石LiMn2O4的制备 126

4.4.3 尖晶石LiMn2O4容量衰减原因 127

4.4.4　尖晶石LiMn2O4的改性 128

4.4.5　尖晶石LiMn2O4的其它制备方法 136

4.5　LiFePO4正极材料 137

4.5.1　LiFePO4的一些物理化学性能 137

4.5.2　LiFePO4的热性能 138

4.5.3　LiFePO4的改性 139

4.5.4　采用其它方法 142

4.6　三元复合正极材料 143

4.6.1 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的结构 143

4.6.2 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学反应特征 144

4.6.3　合成方法对电化学性能的影响 145

4.6.4 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的掺杂改性 146

4.6.5　LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的同系物 148

4.7　正极材料的表面膜 149

4.8　部分工业产品及其性能 151

4.8.1 部分工业氧化钴锂产品及其性能 151

4.8.2　部分工业氧化镍锂产品及其性能 151

4.8.3　其它工业正极产品 152

参考文献 153

5　其它正极材料的研究 160

5.1 钒氧化物的种类 160

5.2 α-V2O5及其锂化衍生物 160

5.2.1　五氧化二钒的制备 160

5.2.2 五氧化二钒的电化学性能 161

5.2.3　五氧化二钒的改性 164

5.2.4 五氧化二钒的表面膜 166

5.2.5 五氧化二钒的锂化产物及其电化学性能 166

5.3 Li1+xV3O8 167

5.3.1 Li1+xV3O8的合成方法 168

5.3.2　Li1+xV3O8的电化学性能 168

5.3.3 Li1.2V3O8 170

5.4　其它钒氧化物 171

5.5　正交LiMnO2 172

5.5.1 正交LiMnO2的结构 172

5.5.2 正交LiMnO2的制备方法 174

5.5.3 正交LiMnO2的电化学性能 174

5.5.4 正交LiMnO2性能的改善 175

5.6 5V正极材料 182

5.6.1 尖晶石结构LiMn2-xMxO4 182

5.6.2 尖晶石结构LiMn2-xCrxO4 183

5.6.3 尖晶石结构LiMn2-xFexO4 183

5.6.4 尖晶石结构LiMn2-xCoxO4 183

5.6.5 尖晶石结构LiMn2-xNixO4 184

5.6.6 尖晶石结构LiMn2-xCuxO4 190

5.6.7 反尖晶石V[LiM]O4(M=Ni,Co) 190

5.6.8 其它5V化合物 192

5.7 多原子阴离子正极材料 193

5.7.1 层状结构VOPO4及其锂化物 193

5.7.2　NASICON的多原子阴离子正极材料 195

5.7.3 其它多原子阴离子正极材料 196

5.8　其它正极材料 198

参考文献 199

6　实用负极材料 203

6.1 负极材料的研究 203

6.2　碳材料的一些基本性能 203

6.2.1　碳材料的结构 203

6.2.2　石墨晶体的拉曼光谱 204

6.2.3　碳材料的种类 205

6.2.4　碳化过程和石墨化过程 205

6.2.5　碳材料的表面结构 206

6.3　石墨化碳负极材料 207

6.3　石墨化中间相碳微珠 207

6.3.2　石墨 212

6.3.3　石墨化碳纤维 215

6.3.4　其它石墨化碳材料 217

6.4　石墨化碳负极材料的一些通性 217

6.5　石墨化碳负极材料的改性 219

6.5.1 引入非金属 219

6.5.2　引入金属元素 220

6.5.3　表面处理 221

6.5.4　采用机械化学法 227

6.5.5　其它方法 228

6.6　碳负极材料表面的SEI膜 229

6.7　负极材料在锂离子电池中的热效应 232

6.8　碳负极材料在使用过程中的一些注意事项 233

6.8.1 导电剂的影响 233

6.8.2　黏合剂的影响 234

6.8.3　其它因素的影响 236

6.9　比表面积的影响 239

6.10 部分工业产品及其性能 239

参考文献 241

7　其它负极材料的研究 244

7.1 其它负极材料的种类 244

7.2　无定形碳负极材料 244

7.2.1 小分子裂解碳 244

7.2.2　聚合物裂解碳 245

7.2.3　低温处理其它碳前驱体 246

7.2.4　无定形碳材料的一些通性 247

7.2.5　锂在无定形碳材料中的储存机理 248

7.2.6　无定形碳材料的改性 249

7.3　氮化物 252

7.4　硅及其复合物 254

7.5　锡基氧化物和锡化物 259

7.5.1 氧化物的研究 259

7.5.2　复合氧化物 261

7.5.3　锡盐 263

7.5.4 其它锡化物 263

7.6　新型合金 264

7.6.1　硅基合金 265

7.6.2 锡基合金 266

7.6.3　锑基合金负极材料 272

7.6.4　其它合金 274

7.7 钛的氧化物 276

7.7.1 Li4/3Ti5/3O4的结构和电化学性能 276

7.7.2 Li4/3Ti5/3O4的改性 277

7.7.3　其它钛化合物负极材料 281

7.8　纳米氧化物负极材料 282

7.9　碳纳米管 284

7.9.1 多壁碳纳米管 285

7.9.2　单壁碳纳米管 286

7.10　其它负极材料 287

7.11　金属锂 289

参考文献 291

8　聚合物锂离子电池的生产和检测 297

8.1 聚合物锂离子电池的构成 297

8.2　聚合物锂离子电池的生产流程 297

8.2.1 聚合物锂离子电池的生产 297

8.2.2 大型聚合物锂离子电池的生产 302

8.2.3　金属锂聚合物电池的生产 305

8.3 聚合物锂离子电池的化成和分容、出厂检验和实验室聚合物锂离子电池的检测 305

8.3.1 聚合物锂离子电池的化成和分容 306

8.3.2　聚合物锂离子电池的出厂检验 307

8.3.3 实验室聚合物锂离子电池的检测 307

8.4　聚合物锂离子电池的安全检测 308

参考文献 308

9　聚合物锂离子电池的充放电行为 310

9.1　聚合物锂离子电池的充放电方式 310

9.2　聚合物锂离子电池的充放电行为 313

9.3　金属锂聚合物电池的充放电行为 322

9.4　大容量聚合物锂离子电池的充放电行为 323

参考文献 324

10　聚合物锂离子电池的应用 326

10.1 电子产品 326

10.2　交通工具 328

10.2.1　现代汽车 328

10.2.2 电动自行车 328

10.2.3　纯电动汽车 329

10.2.4　混合动力汽车 334

10.3　航空航天 335

10.4　军事 336

10.5　其它 337

10.5.1　医疗 337

10.5.2 电力储存系统 339

10.5.3　其它方面 340

参考文献 340

附录 国内与聚合物锂离子电池有关的一些主要企业名录 342