锂离子充电电池 （日）Kazunori Ozawa 著

锂离子充电电池
作　者： （日）Kazunori Ozawa 著； 赵铭姝，宋晓平 译
出版时间： 2014
内容简介
　　锂离子充电电池主要介绍了锂离子充电电池的正极材料，包括尖晶石型结构的锂嵌入材料、富锂氧化物、无稀土金属的铁基材料和用于锂微观电池的锂钴氧化物，还介绍了LiMn2O4薄膜、V2O5薄膜、MoO3薄膜等方面的知识。特别是，从热力学的角度介绍了碳质负极材料和正极材料，对过渡金属氧化物基化合物、磷酸盐橄榄石型化合物正极材料进行了拉曼研究。本书还讨论了固态电解质的界面问题及其添加剂的研究现状，描述了具有较大市场潜力的固态锂离子电池及其结构，以及用于高性能环保汽车的新型锂离子电池的研发进展。本书可供从事锂离子电池等能源领域的研究人员和技术人员以及相关专业的高年级本科生和研究生学习参考。
前言
本书贡献者
第1章一般概念
Kenzo Matsuki and Kazunori Ozawa1
1.1电池概要1
1.1.1伽伐尼电池体系——水溶液电解液体系2
1.1.2锂电池体系——非水溶液电解液体系3
1.2锂离子电池的早期发展4
1.2.1陶瓷生产能力4
1.2.2涂层技术5
1.2.3电解质盐LiPF65
1.2.4正极中的石墨导电剂5
1.2.5硬碳负极5
1.2.6无纺布热闭合效应的隔膜5
1.2.7镀镍的铁壳5
1.3现实目标6
参考文献7
第2章新型电池中尖晶石型结构的锂嵌入材料
Kingo Ariyoshi，Yoshinari Makimura，and Tsutomu Ohzuku9
2.1引言9
2.2尖晶石型结构概述10
2.3尖晶石型结构的衍生物12
2.3.1源自“尖晶石”的超晶格结构13
2.3.2源自“尖晶石”超结构的例子17
2.4尖晶石型结构锂嵌入材料的电化学性能21
2.4.1锂锰氧化物(LMO)21
2.4.2锂钛氧化物(LTO)25
2.4.3锂镍锰氧化物(LiNiMO)25
2.5具有尖晶石型结构的锂嵌入材料在12 V无铅蓄电池中的应用27
2.5.1由锂钛氧化物(LTO)和锂锰氧化物(LMO)组成的12V电池28
2.5.2由锂钛氧化物(LTO)和锂镍锰氧化物(LiNiMO)组成的12V电池31
2.6结论32
致谢33
参考文献33
第3章锂离子电池正极材料富锂氧化物Li1+x(NizCo1-2zMnz)1-xO2
Naoaki Kumagai and JungMin Kim36
3.1引言36
3.2无钴氧化物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结论47
参考文献47
第4章无稀有金属元素的铁基正极
Shigeto Okada and Junichi Yamaki50
4.1引言50
4.2二维层状岩盐型氧化物正极51
4.3三维NASICON型硫酸盐正极53
4.4三维橄榄石型磷酸盐正极54
4.5三维方解石型硼酸盐正极58
4.6三维钙钛矿型氟化物正极59
4.7小结60
参考文献60
第5章锂离子电池电极材料的热力学研究
Rachid Yazami62
5.1引言62
5.2实验65
5.2.1ETMS65
5.2.2电化学电池的结构和循环过程67
5.2.3热力学数据的获取67
5.3讨论68
5.3.1碳质负极材料68
5.3.1.1预焦炭(HTT<500℃)70
5.3.1.2焦炭(HTT为900～1700℃)73
5.3.1.3焦炭(HTT为2200℃和HTT为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正极材料81
5.3.2.1LiCoO281
5.3.2.2LiMn2O484
5.3.2.3循环对热力学的影响86
5.4结论87
致谢88
参考文献88
延伸阅读材料95
第6章锂离子电池正极材料的拉曼研究
Rita BaddourHadjean and JeanPierre PereiraRamos96
6.1引言96
6.2拉曼显微光谱术的原理和设备96
6.2.1原理96
6.2.2仪器98
6.3过渡金属氧化物基化合物98
6.3.1LiCoO299
6.3.2LiNiO2及其衍生化合物LiNi1-yCoyO2(0＜y＜1)104
6.3.3锰氧化物基化合物105
6.3.3.1MnO2型化合物105
6.3.3.2三元系含锂化合物LixMnOy108
6.3.4V2O5116
6.3.4.1V2O5的结构117
6.3.4.2LixV2O5的结构特征120
6.3.5TiO2131
6.4磷酸盐橄榄石型LiMPO4化合物137
6.5总结142
参考文献143
第7章从电解质重要性的角度阐述锂离子电池的发展
Masaki Yoshio，Hiroyoshi Nakamura，and Nikolay Dimov152
7.1引言152
7.2改善锂离子电池性能的添加剂的总体设计154
7.3一系列探究新型添加剂的发展过程157
7.4锂离子电池的正极以及其他添加剂160
7.5调整方式162
参考文献165
第8章无机添加剂与电极界面
Shinichi Komaba166
8.1引言166
8.2过渡金属离子和正极的溶解167
8.2.1Mn(II)离子168
8.2.2Co(II)离子170
8.2.3Ni(II)离子172
8.3如何抑制Mn(II)离子的恶化173
8.3.1LiI，LiBr和NH4I173
8.3.22乙烯基吡啶175
8.4碱金属离子182
8.4.1Na+离子182
8.4.2K+离子188
8.5碱金属盐的涂覆190
8.6小结193
致谢193
参考文献193
第9章固体聚合物电解质的特性与全固态锂聚合物二次电池的制备
Masataka Wakihara，Masanobu Nakayama，and Yuki Kato197
9.1锂盐聚合物电解质的分子设计和表征197
9.1.1引言197
9.1.2添加增塑剂的固体聚合物电解质200
9.1.3添加BPEG和AlPEG增塑剂的SPE膜的制备201
9.1.4添加BPEG增塑剂的SPE膜的评价202
9.1.5添加BPEG增塑剂的SPE膜的离子电导率206
9.1.6锂离子迁移数209
9.1.7电化学稳定性211
9.1.8小结212
9.2全固态锂聚合物电池的制备213
9.2.1引言213
9.2.2SPE离子电导率的要求213
9.2.3传统液态电解质电池和全固态锂聚合物电池的区别213
9.2.4添加BPEG和/或AlPEG增塑剂的SPE的锂聚合物电池的制备及
其电化学性能217
9.2.5阻燃锂聚合物电池的制备及其电化学评价223
9.2.6小结229
致谢230
参考文献230
延伸阅读材料235
第10章锂微电池的金属氧化物薄膜电极
JeanPierre PereiraRamos and Rita BaddourHadjean236
10.1引言236
10.2LiCoO2薄膜237
10.2.1溅射LiCoO2薄膜238
10.2.2PLD LiCoO2薄膜243
10.2.3CVD LiCoO2薄膜247
10.2.4用化学方法制备LiCoO2薄膜247
10.2.5小结249
10.3LiNiO2及其衍生化合物LiNi1-xMO2250
10.3.1固体电解质250
10.3.2液体电解质251
10.3.3LiNiMn薄膜252
10.3.4小结253
10.4LiMn2O4薄膜253
10.4.1溅射LiMn2O4薄膜253
10.4.2PLD LiMn2O4薄膜255
10.4.3ESD LiMn2O4薄膜257
10.4.4用化学方法制备的LiMn2O4薄膜259
10.4.5取代LiMn2-xMxO4尖晶石薄膜260
10.4.6小结261
10.5V2O5薄膜262
10.5.1溅射V2O5薄膜263
10.5.2PLD V2O5薄膜272
10.5.3CVD V2O5薄膜273
10.5.4蒸发技术制备的V2O5薄膜273
10.5.5静电雾化沉积法制备的V2O5薄膜275
10.5.6溶液技术法制备的V2O5薄膜275
10.5.7小结276
10.6MoO3薄膜277
10.6.1液体电解质277
10.6.2固体电解质278
10.6.3小结279
10.7总结279
参考文献281
第11章高性能环保汽车中新型锂离子电池的研发进展
Hideaki Horie290
11.1引言290
11.2驱动电动车的能源290
11.3对锂离子电池高功率特性的要求292
11.4电池的热性能与电池体系的稳定性300
延伸阅读材料302