先進鋰離子電池材料 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉國強，厲英 著

圖書標籤:

• 鋰離子電池
• 電池材料
• 電化學
• 材料科學
• 能源材料
• 先進材料
• 儲能
• 新能源
• 正極材料
• 負極材料

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030448934

版次：1

商品編碼：11730196

包裝：平裝

叢書名： “十二五”國傢重點圖書齣版規劃項目現代冶金與材料過程工程叢書

開本：32開

齣版時間：2015-06-01

用紙：膠版紙

頁數：336

正文語種：中文

産品特色

編輯推薦

適讀人群 ：《先進鋰離子電池材料》適用於從事鋰離子電池及相關領域的生産和科研人員、相應專業的本科生和研究生閱讀、參考。
本書介紹瞭鋰離子電池和鈉離子電池的重要電極材料，包括材料結構、製備方法、性能，等等。內容前沿，言簡意賅。

內容簡介

本書介紹瞭鋰離子電池和鈉離子電池的重要電極材料，包括材料結構、製備方法、性能等等。涉及尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料、LiFePO4材料、Li4Ti5O12材料、Zn2SnO4材料、LiV3O8材料以及鈉離子電池材料。

作者簡介

東北大學教授

目錄

《現代冶金與材料過程工程叢書》序
前言
第1章鋰離子電池發展曆程1
1.1鋰原電池的發展2
1.2鋰二次電池的發展3
1.3鋰聚閤物電池的發展7
參考文獻9
第2章LiCoO2化閤物10
2.1引言10
2.1.1LiCoO2的熱穩定性11
2.1.2LiCoO2的結構穩定性12
2.2LiCoO2錶麵包覆Zro112
2.3LiCoO2電池的能量密度18
2.4超薄原子層沉積20
2.5LiCoO2電池安全性能分析24
2.5.1正極材料25
2.5.2負極材料25
2.5.3隔離膜25
2.5.4電解液26
參考文獻31
第3章LiMn204化閤物33
3.1尖晶石型LiMn204的結構33
3.2尖晶石型LiMn204的性能35
3.3JahnTe11er效應37
3.4尖晶石型LiMn204的改性38
3.4.1摻雜38
3.4.2錶麵包覆40
3.5尖晶石型LiMn204的製備方法41
3.5.1固相反應法41
3.5.2液相閤成法43
3.6單晶LiMn204納米綫的製備和性能45
3.7尖晶石型LiMn204結構中的缺陷及納米效應49
3.8LiMn204晶格的兩種不穩定性53
3.9固相法製備LiMn204的化學反應55
參考文獻55
第4章層狀LiMno2和Li(NiCoMn)1/3O2材料及其衍生物58
4.1LiMn02的結構58
4.2摻雜元素的作用65
4.3摻Cr的化閤物
4.4三元材料LiNi13C01/3Mn1，30275
4.5LiNi1/3CO1/3Mn11/3O2材料第一次充電循環的特徵78
4.6三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的製備方法84
4.6.1共沉澱法84
4.6.2固相反應法及其他方法85
參考文獻85
第5章磷酸鐵鋰LiFeP04及其衍生物87
5.1概述87
5.2LiFeP04的充放電機理88
5.3提高電化學性能的方法89
5.3.1通過在LiFePO4顆粒的錶麵包覆導電碳剖備LiFeP04/C復閤材料來提高材料的導電性89
5.3.2通過摻雜高價金屬離子閤成缺陷半導體來改善材料的導電性90
5.3.3細化材料的晶粒尺寸，改善材料的電化學性能91
5.4LiFePO4的製備方法93
5.4.1固相閤成93
5.4.2碳熱還原法93
5.4.3水熱反應法和溶膠一凝膠法94
5.5LiFeP04及其衍生物的閤成與性能95
5.5.LiFePO4的固相法閤成95
5.5.2Li(Mm0.35CO0.2Fe0.45)PO4/C的製備和性能100
5.5.3IiFePO。的溶液法製備104
5.5.4從嚮a-Li3V2(P04)3的結構轉變109
5.6LiMnP04正極材料115
5.6.1納米LiMnPO4的製備和性能116
5.6.2納米綫的製備和性能122
參考文獻126
第6章富鋰錳基正極材料128
6.1富鋰錳基正極材料的結構和充放電機製129
6.2富鋰錳基材料xLi2MnO3　　(1-x)Li(NiCoMn)1/3O2的製備和性能134
6.3層狀材料Li[Ni0.2Li0.2Mn0.6]O2的失氧和結構重組機理142
6.4富鋰錳基材料的酸處理效果147
6.5其他類型的富鋰錳基材料149
參考文獻154
第7章尖晶石型Li4Ti5012材料155
7.1概述155
7.2尖晶石型Li4Ti5O12的結構及電化學反應機理155
7.3尖晶石型Li4Ti5O12的製備方法及其特點157
7.4尖晶石型Li4Ti5O12存在的問題及研究進展158
7.5尖晶石型Li4Ti5O12的高溫固相法製備159
7.5.1反應溫度160
7.5.2反應時間161
7.5.3Li4Ti5O12樣品的倍率性能162
7.5.4Li4Ti5O12樣品的循環伏安麯綫163
7.5.5Li4Ti5O12的氧缺陷164
7.6水熱法製備雙相Li4Ti5O12-TiO2綱米晶材料168
7.7全電池LiNi0.4Mn1.5Cr0.1O4/Li4Ti5O12的組裝與測試172
7.8Li4Ti5O12的其他製備方法175
7.8.1微乳液法175
7.8.2溶液燃燒法178
7.9Li4Ti5O12中摻Na提高性能183
參考文獻186
第8章SV尖晶石型正極材料LiNi0.5.Mn1.5O4188
8.1尖晶石型LiNi0.5.Mn1.5O4的晶體結構188
8.2尖晶石型LiNi0.5.Mn1.5O4的製備和性能192
8.2.1尖晶石型LiNi0.5.Mn1.5O4的固相閤成法製備192
8.2.2尖晶石型LiNi0.5.Mn1.5O4的碳酸鹽沉澱法製備195
8.2.3尖晶石型LiNi0.5.Mn1.5O4的溶膠凝膠法製備198
8.3尖晶石型LiNi0.5.Mn1.5O4的氧缺陷202
8.4尖晶石型LiNi0.5.Mn1.5O4的高溫性能206
8.5尖晶石型LiNi0.5.Mn1.5O4的摻雜208
8.5.1尖晶石型LiNi0.5.Mn1.5O4中摻雜Fe的作用機理208
8.5.2摻Cr、Ti和Mg的作用213
8.6尖晶石型LiNi0.5.Mn1.5O4材料的電解液問題216
參考文獻218
第9章鋰離子電池負極材料220
9.I碳負極材料220
9.1.1石墨220
9.1.2硬碳227
9.1.3軟碳228
9.1.4碳納米管229
9.1.5石墨烯230
9.2鋰閤金負極材料233
9.2.1Li-Sn閤金235
9.2.2Zn2SnO4材料241
9.2.3LiSi材料251
9.3磷負極材料255
9.4過渡金屬氧化物負極材料258
參考文獻260
第10章柔性電極材料和先進納米電極材料262
10.1柔性電極材料262
10.1.1具有超級功率和超長循環壽命的柔性TiO2基電極262
10.1.2碳納米管(CNT)柔性電池267
10.2先進的納米電極材料271
10.2.1介孔空心Li4Ti5O12瓊的製備和性能272
10.2.2SnO2納米箱的製備及性能275
10.2.3維納米金屬氧化物薄片的製備和性能278
10.2.4介孔分層結構Ni0.3Co2.7O4的製備和性能284
參考文獻291
第11章鈉離子電池材料292
II.I鈉離子電池工作原理292
11.2正極材料293
11.2.1普魯士藍材料293
11.2.2氧化物材料295
11.2.3聚陰離子化閤物材料307
11.3鈉離子電池的負極材料307
11.3.1碳基負極材料307
11.3.2氧化物負極材料309
11.3.3金屬和閤金材料312
11.3.4非金屬單質313
參考文獻314

精彩書摘

第1章鋰離子電池發展曆程
電池，一般狹義上的定義是將本身儲存的化學能轉化為電能的裝置，廣義的定義為將預先儲存起來的能量轉化為可供外用電能的裝置？電池按工作性質可以分為一次電池和二次電池？一次電池是指不可以循環使用的電池，如堿錳電池？鋅錳電池等？二次電池指可以多次充放電？循環使用的電池，如先後商業化的鉛酸電池？鎳鎘電池？鎳氫電池和鋰電池？鋰電池種類較多，根據鋰的存在狀態，分為鋰金屬電池和鋰離子電池？鋰金屬電池含有金屬態的鋰，為一次電池，不可充電，屬於原電池，主要包括鋰/亞硫酰氯電池？鋰/二氧化錳電池？鋰/二氧化硫電池等？
通常所說的鋰電池的全稱應該是鋰離子電池(簡稱LIB)，它以碳為負極，以含鋰的化閤物為正極；在充放電過程中，沒有金屬態鋰存在，隻有鋰離子，這就是鋰離子電池名稱的由來？
目前，全球鋰電池生産主要集中在日本？韓國和中國，雖然美國的鋰電池研發和生産的曆史較長，但其行業規模始終隻占據瞭全球的一小部分？
日本是全球最早對鋰電池進行探索性研發的國傢之一，並且是將鋰電池成功推嚮商業的國傢？1991年6月，日本索尼公司推齣第一塊商品化鋰離子電池？更早以前，日本三洋公司使用以二氧化錳為代錶的過波金屬氧化物作為正極材料，取得鋰原電池商業製造的巨大成功，鋰電池終於從概念變成瞭商品？“嵌入化閤物”的設計思路為鋰二次電池的研發奠定瞭堅實的基礎，為今天鋰電池的廣泛應用做齣瞭巨大貢獻？
在2000年以前，日本壟斷瞭全球的鋰電池生産，占全球市場份額的80%以上？2001年之後，韓國鋰電池行業迅速崛起？2010年，韓國成為全球最大鋰電池生産國，市場份額超過40%，三星和LG分彆為全球第一和第三大鋰電池供應商？日本降為全球第二大生産國，但三洋？索尼和鬆下仍保持瞭全球第二？第四？第五大供應商的位置？
我國的鋰離子電池商業化生産始於2000年左右？近年來，在中國優良的投資環境和相對低廉的人工成本的作用下，全球鋰離子電池製造中心正嚮中國內地轉移？在2000年全球前十大鋰電池廠商中隻有比亞迪一傢中國廠商，而2010年有比剋？力神？比亞迪三傢中國企業？2010年中國已占全球鋰離子電池産量的30%以上，並呈現齣逐年增加的趨
鋰電池主要應用於消費電子？運載工具的動力？電力電網的儲能等領域？就目前來看，消費電子産品成為鋰電池最為成熟的應用領域，市場占比最高，增速及存量最大。
隨著消費電子市場的穩定增長？電動自行車領域的巨大需求以及電動汽車和儲能市場的逐步啓動，未來鋰電池市場將大幅增長？
1.1鋰原電池的發展
鋰原電池是以金屬鋰作為負極活性物質的一類電池的總稱？由於在所有金屬中鋰密度很小(M=6.94g/mol，p=0.53g/cm3)？電極電勢極低(-3.04V相對標準氫電極)，是能量密度很大的金屬？以鋰負極組成的電池具有比能量大？電池電壓高的特點，並且還具有放電電壓平穩？工作溫度範圍寬？低溫性能好？儲存壽命長等優點？商業鋰原電池的正極材料通常采用CF　　Mr-i02等，電解液一般使用的是含有鋰鹽的有機溶液，常用的鋰鹽主要有LiC104？LiPF6和LiBF6等，有機溶劑使用的是PC和DMC或者EC和DMC的混閤溶液？
鋰原電池的研究開始於20世紀50年代，在70年代實現瞭軍用與民用？後來基於環保與資源的考慮，研究重點轉嚮可反復使用的二次電池？鋰金屬二次電池研究隻比鋰原電池晚瞭10年，它在80年代推齣市場？但由於安全性等問題，除以色列Tadiran電池公司和加拿大的HydroQuebec金司仍在研發外，鋰金屬二次電池發展基本處於停頓狀態？
1962年，Chilton和Cook以鋰金屬作負極，以Ag？Cu？Ni等鹵化物作正極，將低熔點金屬鹽LiCI-AICI溶解在碳酸丙烯酯(PC)中作為電解液，製備瞭電池？雖然該電池存在諸多問題，未能實現商品化，但是他們的工作拉開瞭鋰電池研究的序幕？
1970年，日本鬆下電器公司與美國軍方幾乎同時獨立閤成齣新型正極材料——碳氟化物，但是沒有提齣嵌入鋰離子的機理？直至美國學者Whittingham注意到電池實際電壓與理論計算的差彆，確認碳氟化閤物就是IC(intercalation compound)時，纔明確瞭嵌入機理？
Whittingham齣生於1941年，在牛津大學取得學士(1964年)？碩士(1967年)和博士(1968年)學位，目前就職於賓漢姆頓大學？他是發明嵌入式鋰離子電池的重要人物，在與Exxon公司閤作製成首個鋰電池之後，他又發Manley Stanley Whittingham現水熱閤成法能夠用於電極材料的製備，這種方法目前被擁有磷酸鐵鋰專利的獨傢使用權的Phostech公司所使用？由於他所做齣的卓越貢獻，他於1971年被國際電化學學會授予青年電化學傢奬，於2004年被授予電池研究奬，並且被推舉為電化學學會會員？
1973年，氟化碳鋰原電池在鬆下電器實現量産，首次裝置在漁船上？氟化碳鋰原電池Li/(CF)？發明是鋰電池發展史上的大事，它的意義不僅在於實現鋰電池的商品化本身，還在於它第一次將“嵌入化閤物”引入鋰電池設計中？無論當初的發明者是否意識到，“嵌入化閤物”的引入是鋰電池發展史上具有裏程碑意義的事件？
1975年，日本三洋公司在過渡金屬氧化物電極材料方麵取得突破，開發成功瞭Li/Mn0]電池，不久後開始量産，進入市場？與此同時，也齣現瞭各種類型的新電池，如鋰銀釩氧化物(Li/Ag2V40ll)電池，當時最為暢銷，它占據植入式心髒設備用電池的大部分市場份額？這種電池由復閤金屬氧化物組成，放電時由於兩種離子被還原，正極的儲鋰容量達到300mA.h/g？銀的加入不但使電池體係的導電性大大增強，而且提高瞭容量利用率？Li/Ag2V4011體係是鋰電池應用領域的一大突破？
1.2鋰二次電池的發展
20世紀60午代末，學術界開始瞭“電化學嵌入反應”的研究？貝爾實驗室的Broadhead等將碘或硫嵌入二元硫化物(如NbS))的層間結構時發現，在放電深度低的情況下，反應具有良好的可逆性？斯坦福大學的Armand等發現一係列離子可以嵌入層狀二硫化物的層間結構中，如二硫化鉭(TaSl)？除此以外，他們還研究瞭堿金屬嵌入石墨晶格中的反應，並指齣石墨嵌堿金屬的混閤道題能夠用在二次電池中。
1972年在以“離子在固體中快速遷移”為論題的學術會議上，Stee1和Armand等學者提齣瞭“電化學嵌入”概念，奠定瞭Arman.理論基礎？所謂“嵌入”，是指“外來微粒可逆地插入薄片層宿主晶格結構而宿主結構保持不變”的過程？簡單地說，“嵌入”有兩個互動的“要素”，一是“宿主”，如層狀化閤物，能夠提供“空間”讓微粒進入；二是“外來自粒”，它們必須能夠符閤一定要求，使乖“嵌入”與“脫嵌”的過程中，“宿主”的晶格結構保持不變？
20世紀80年代初，M.Armond首次提齣用嵌鋰化閤物代替二次鋰電池中金屬鋰負極的構想？在新的係統中，正極和負極材料均采用鋰離子嵌入/脫嵌材料？
Armand教授是鋰離子電池的奠基人之一，是國際學術和産業界公認的？在電池領域具有原始創新成果的電池專傢？Armand教授主要原創性學術貢獻有:
(1)1977年，首次發現並提齣石墨嵌鋰化閤物作為二次電池的電極材料？在此基礎上，於1980年首次提齣“搖椅式電池”(rocking chair battery)概念，成功地解決瞭鋰負極材料的安全性問題？
(2)1978年，首次提齣瞭高分子固體電解質應用於鋰電池？
(3)1996年，提齣離子液體電解質材料應用於染料敏化太陽能電池？
(4)提齣瞭碳包覆解決磷酸鐵鋰(LiFeP04)正極材料的導電性問題，為動力電池及電動汽車的産業化奠定瞭基礎？
1970~1980年嵌入化閤物化學的研究取得瞭長足進展，這直接導緻第一塊商品化鋰金屬二次電池的誕生？Exxon公司研究讓水閤堿金屬離子K？(H:O)嵌入二硫化鉭(TaS:)中，發現它非常穩定，隨後同族的硫化物逐漸被證實具有相同特性，不但嵌入容量較高，化學性質穩走，而且在化學電池體係中反應可逆性良好？由此可知，在層狀二元硫化物中選齣具有應用價值的材料作為鋰二次電池的正極是有可能的？例如，在1972年，以二硫化鈦(TiSl)為正極，金屬鋰為負極，LiC104/二噁茂烷為電解液的電池顯示瞭優良的電化學性能，深度循環接近1000次，每次循環容量損失低於0.05%？但是也發現瞭電池存在腐蝕和形成鋰樹枝狀結晶(鋰枝晶)的問題，從而在負極引發安全問題？充電過程中，由於金屬鋰電極錶麵凹凸不平，電極沉積速率差異造成不均勻沉積，導緻樹枝狀鋰晶體在負極的生成？當枝晶生長到一定程度就會摺斷，導緻鋰的不可逆，從而降低電池的實際充放電容量？此外，鋰枝晶也能刺穿隔膜，導緻電池內部短路，産生大量熱量，引起電池的燃燒和爆炸？雖然Exxon公司的研究探索未能將二次電池體係實現真正的商品化，但是對鋰電池發展的推動確是功不可沒的？
20世紀80年代初期，電極材料與非水電解質界麵研究取得突破性進展？1983年，Peled等提齣“固態電解質界麵膜”(solid electrolvte interphase，SEI)模型？1985年，它的存在被掃描電鏡照片所證實？“電極與電解質之間的界麵性質足影響鋰電池可逆性與循環壽命的關鍵因素”的論斷為研究所證實？研究錶明，電極錶麵發生的電化學反應是薄膜形成的原因，這層薄膜的性質(電極與電解質之間的界麵性質)直接影響到鋰電池的可逆性與循環壽命？SEI的發現以及它對鋰電池可逆性與循環壽命的作用對鋰二次電池的開發非常關鍵？基於這個發現，80年代中期，研究人員開始針對“界麵”進行一係列深入的研究？首先尋找新電解液以及在電解液中加入添加劑，希望改變電極與電解質界麵特性，通過用電解液溶解鋰枝晶來解決問題？80年代末期，加拿大Moli能源公司推齣瞭第一塊商品化Li/M09鋰金屬二次電池，不幸的是1989年該電池發生起火事故，宣告瞭Li/M09電池的終結，也導緻瞭鋰金屬二次電池的研發陷入停頓？
基於鋰金屬負極存在安全問題，研究人員提齣瞭一個很有意義的方案，即用一種嵌入化閤物替代它，這種概念被稱為“搖椅式電池”(rocking chair battery，RCB)，將這一概念産品化，花瞭足足10年的時間，最早實現商業化的是日本索尼公司，他們把這項技術命名為“Li-ion”(鋰離子技術)？
由於將嵌入化閤物代替鋰金屬，電池的兩極都由嵌入化閤物充當，這樣兩邊都有空間讓鋰離子嵌入，在充放電循環過程中鋰離子在兩邊電極來迴嵌入與脫嵌，就像搖椅一樣左右搖擺，因此得名？斯坦福的Armand最早提齣嵌入電化學的反應機理，1980年又提齣瞭搖椅式電池這一概念？同年Scrosati等發錶瞭基於兩種嵌入化閤物的鋰二次電池的論文？
雖然搖椅式電池思想先進，但是實現這一想法需要解決以下問題:①找到閤適的嵌鋰正極材料；②找到閤適的嵌鋰負極材料；③找到在負極錶麵形成穩定界麵的電解液？
在正極材料中，足最早被提齣來並得到最廣泛應用的嵌入式化閤物？早在1980年，Mizushima和Goodenough提齣？可能的應用價值，但由於當時主流觀點認為高工作電壓對有機電解質的穩定性沒有好處，所以該工作沒有得到足夠的重視？後來許多工作圍繞著解決？在有機電解液中不穩定的問題展開，最終導緻碳酸酯類電解質的應用，首先成為商業鋰離子電池的正極材料？
JohnB.Goodenough教授是鋰鈷氧和磷，酸鐵鋰正極材料發明人，1922年齣生，20世紀70年代，開始進行能源方麵的研究？在他的領導下，來自東晉大學的Koichi Mizushima，發現，在Co和Ni的氧化物中，Li幾乎可以完全脫齣，50%~60%Li脫齣的時候，結構還能夠保持穩定，並且對Li電極有接近4V的電壓？當時英國的電池公司對他們的研究成果不感興趣，而Sonv公司正好開發齣儲鋰的碳材料，於是他們閤作，就有瞭現在的鋰離子電池？他還領導來自南非的Michael Thackerav進行瞭尖晶石結構的材料嵌鋰的研究，發現瞭嵌鋰過程中尖晶石結構和rock-salt結構之間的相互轉化？他對具有穩定的骨架結構

前言/序言

《納米晶體學：結構、性質與應用》 本書將帶您深入探索微觀世界的奧秘——納米晶體的奇妙領域。我們將從原子尺度齣發，剖析納米晶體的獨特結構如何塑造其非凡的物理、化學和電子特性。 內容概述： 第一部分：納米晶體的基礎理論 晶體學基礎迴顧： 簡要迴顧經典晶體學的基本概念，包括晶格、晶麵、晶嚮、對稱性等，為理解納米晶體的特殊性奠定基礎。 尺寸效應的起源： 詳細闡述錶麵效應、量子尺寸效應、界麵效應等在納米尺度下如何顯著改變材料的宏觀性能。我們將通過理論模型和實驗數據，直觀展示尺寸大小對材料熔點、光學性質、催化活性、導電性等的影響。 納米晶體的結構錶徵： 介紹一係列先進的錶徵技術，用於確定納米晶體的形貌、尺寸、晶體結構、取嚮以及錶麵原子排列。重點講解透射電子顯微鏡（TEM）及其高分辨率成像技術，掃描電子顯微鏡（SEM）的錶麵形貌觀察，X射綫衍射（XRD）的晶體結構分析，以及X射綫光電子能譜（XPS）和俄歇電子能譜（AES）等錶麵化學分析手段。 錶麵與界麵： 深入探討納米晶體的錶麵原子態、錶麵重構、缺陷以及不同納米晶體之間的界麵。理解界麵在控製納米材料宏觀性能中的關鍵作用，例如晶界、孿晶界以及異質結界麵。 第二部分：納米晶體的製備與生長 自組裝策略： 介紹基於物理和化學驅動力的自組裝技術，例如溶液相閤成（溶膠-凝膠法、共沉澱法、水熱/溶劑熱法）、氣相沉積（化學氣相沉積CVD、物理氣相沉積PVD）等。詳細解析不同閤成方法在控製納米晶體尺寸、形貌、組分和結構上的優勢與局限。 模闆輔助閤成： 探討利用預先構建的模闆（例如多孔材料、膠體晶體、DNA）來引導納米晶體的生長，實現特定結構和形貌的精確控製。 晶體生長動力學： 分析納米晶體生長過程中的成核與生長機製，包括Ostwald熟化、溶劑化、錶麵擴散等關鍵過程，並探討如何通過調控反應條件來優化生長過程，獲得具有特定尺寸分布和形貌的納米晶體。 定嚮生長與異質結構： 介紹如何實現納米晶體的定嚮生長，以及如何通過多步閤成或原子層沉積等方法構建復雜的納米晶體異質結構，例如核殼結構、梯度結構等。 第三部分：納米晶體的物理與化學性質 光學性質： 探討納米晶體的錶麵等離激元共振（SPR）、量子限製斯塔剋效應（Quantum Stark Effect）、熒光特性等。介紹不同形貌和尺寸的納米晶體在光吸收、光發射、光散射等方麵的獨特性質，以及它們在光學傳感、生物成像、光電器件等領域的潛在應用。 電子與磁學性質： 討論納米尺度下電子輸運的量子效應，例如量子尺寸效應誘導的帶隙變化、隧道效應等。分析鐵磁性、反鐵磁性等磁學性質在納米尺度下的演變，以及尺寸、形貌和錶麵對這些性質的影響。 催化性質： 深入闡述納米晶體因其高比錶麵積和豐富的錶麵活性位點而在催化反應中錶現齣的優異性能。重點介紹在氧化還原反應、加氫反應、光催化等領域的應用實例，並分析晶體取嚮、錶麵缺陷和晶界對催化活性的影響。 力學與熱學性質： 探討納米晶體在力學性能上的增強效應，例如硬度、強度和韌性的提高。分析尺寸效應對其熱導率、熱容等熱學性質的影響。 第四部分：納米晶體的應用前景 能源領域： 探討納米晶體在太陽能電池、燃料電池、超級電容器、熱電轉換材料等方麵的應用，分析其如何提高能量轉換效率和儲存密度。 催化與環境： 介紹納米晶體在高效催化劑、汙染物降解、氣體傳感等方麵的應用，以及它們如何推動綠色化學和可持續發展。 生物醫藥： 探討納米晶體在藥物遞送、生物成像、疾病診斷、抗菌材料等方麵的應用，分析其生物相容性、靶嚮性和響應性。 電子與信息技術： 介紹納米晶體在下一代半導體器件、存儲器、顯示器、光電子器件等領域的潛在作用。 先進材料： 討論納米晶體在閤金、陶瓷、復閤材料等領域的應用，以及如何通過設計和控製納米結構來獲得性能優異的新型材料。 本書特點： 理論與實踐相結閤： 既有嚴謹的理論闡述，又有豐富的實驗案例和應用前景分析。 圖文並茂： 大量精美的示意圖、顯微圖像和數據圖錶，幫助讀者直觀理解復雜概念。 深入淺齣： 語言清晰易懂，適閤材料科學、化學、物理學等相關專業的學生、研究人員及工程師閱讀。 《納米晶體學：結構、性質與應用》 將為您開啓一扇探索納米世界的大門，揭示納米晶體如何以前所未有的方式改變我們對材料的認知，並驅動著科技的未來發展。

評分☆☆☆☆☆

我購買《先進鋰離子電池材料》這本書，是希望能夠對當前市場上的主流鋰離子電池技術有一個全麵的瞭解，特彆是那些正在研發或即將投入使用的新型材料。然而，讀完之後，我發現書中的內容更多地聚焦於材料的宏觀性能參數，比如容量、能量密度、循環壽命以及功率性能，而對於這些性能背後所涉及的材料科學機理，尤其是從原子和分子層麵的理解，則顯得比較模糊。例如，在介紹高鎳三元正極材料時，書中提到瞭其高容量的優勢，但對於鎳含量升高導緻的結構不穩定、析氧等問題，以及如何通過錶麵改性或摻雜來緩解這些問題，隻是點到為止，並沒有深入探討其化學和物理的根源。同樣，對於負極材料，除瞭矽基材料，書中也簡單提及瞭其他一些先進負極，但關於這些材料在充放電過程中的相變機製、鋰枝晶的形成與抑製，以及如何在界麵設計上實現突破，也沒有詳細的論述。我希望能夠理解為什麼某種材料在微觀結構上會錶現齣優異的性能，而不是僅僅知道它“好用”。這本書更像是給工程師看的，提供瞭大量的參數和應用實例，對於我這樣想從基礎理論層麵去理解材料發展的讀者來說，缺乏足夠的信息。特彆是在快充技術方麵，書中提到瞭高導電性電解質和低阻抗電極，但對於如何通過改變電解質的粘度、溶劑結構，或者優化電極的孔隙結構和顆粒形貌來大幅提升鋰離子傳輸效率，缺乏具體的理論指導。對於那些想要深入理解材料背後科學原理的讀者，這本書的內容可能需要配閤其他更具理論深度的書籍一起閱讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題是《先進鋰離子電池材料》，這讓我對接下來的閱讀充滿瞭美好的憧憬，以為能深入探討材料的分子結構、晶體學性質以及它們在電化學過程中發生的細微變化。然而，閱讀過程中，我發現書中更多的是對現有材料的介紹和性能評估，對於材料設計背後的科學原理，特彆是如何通過理論計算、模擬仿真等手段來預測和優化材料性能，著墨不多。例如，在介紹固態電解質時，書中提及瞭多種類型，如聚閤物、硫化物、氧化物等，並對比瞭它們的離子電導率和穩定性。但我更希望能夠瞭解到，為什麼某種特定的晶體結構能夠實現如此高的離子遷移率，其離子通道的形成機製是什麼，以及如何通過改變原子組成或引入缺陷來進一步提升性能。書中對於這些基礎問題的探討，顯得比較錶麵化。同樣，在討論正極材料時，雖然提到瞭高鎳三元、富鋰錳基等，但對於這些材料在長期循環中發生的結構衰變、相變，以及如何從原子層麵理解並抑製這些衰變過程，缺乏深入的分析。我希望書中能有更多的內容，解釋如何利用計算材料學的方法，如密度泛函理論（DFT）計算，來研究材料的電子結構、能帶特性、以及鋰離子的擴散能壘，從而為新材料的設計提供理論指導。但遺憾的是，這些方麵的內容在書中並不突齣。

評分☆☆☆☆☆

當我翻開《先進鋰離子電池材料》這本書時，我滿懷期待地想瞭解當下最前沿的電池技術和材料革新。然而，讀罷全書，我感到意猶未盡，甚至有些失望。書中對“先進”材料的定義，似乎更多地停留在性能參數的提升上，比如更高的能量密度、更長的循環壽命等，而對於支撐這些性能的微觀機製，尤其是跨學科的融閤，例如材料科學、量子化學、凝聚態物理等如何相互促進，則討論得不夠深入。例如，在探討高電壓正極材料時，書中提到瞭某些新型材料的性能，但對於這些材料在極端電化學環境下的結構演變、電子傳輸路徑的改變、以及潛在的副反應機理，缺乏係統的分析。我原本希望能夠在這裏找到關於電化學界麵的形成與演化、電荷轉移過程的動力學分析，以及如何通過理論計算來預測和設計新型高穩定性材料的綫索，但書中提供的多是宏觀的描述和實驗結果的展示。特彆是在快充技術方麵，書中雖然提及瞭改善離子傳輸和電子導電性的策略，但對於如何通過精確調控材料的孔隙結構、晶界特性，甚至利用某些特殊的晶體學方嚮來優化鋰離子的擴散路徑，缺乏細緻的闡述。這本書更像是一本麵嚮應用和工程的指南，對於我這種希望深入理解材料科學原理，並以此為基礎進行理論創新的讀者來說，其理論深度和前沿性還有待加強。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字是《先進鋰離子電池材料》，這讓我對接下來的內容充滿瞭期待，希望能夠深入瞭解那些引領行業發展的核心材料技術。然而，在閱讀過程中，我發現書中更多地是在介紹一些現有技術和材料的性能特點，並羅列其應用前景，而對於支撐這些“先進”性能的深層次科學原理，尤其是材料在電化學循環過程中的微觀行為和演變，探討的廣度和深度都有待提升。例如，在介紹固態電解質時，書中提到瞭硫化物、氧化物、聚閤物等多種類型，並對比瞭它們的離子電導率和穩定性，但對於這些不同類型固態電解質在與鋰金屬或碳負極界麵上的電化學反應、界麵電阻的形成機製，以及如何通過錶麵改性來優化界麵接觸，就沒有進行詳盡的論述。我期望能夠從書中獲得關於如何設計新型固態電解質，以實現低界麵電阻和高離子電導率的理論指導，但書中這方麵的內容比較有限。同樣，在討論矽基負極材料時，書中雖然提到瞭其高容量，但也提到瞭體積膨脹的問題，並給齣瞭包覆和納米化的解決方案，但對於矽在充放電過程中體積膨脹所帶來的應力分布、SEI膜的動態演變和失效機理，以及如何通過精確的納米結構設計來抑製這些問題，缺乏深入的分析。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對鋰離子電池材料充滿好奇的讀者，《先進鋰離子電池材料》這本書的標題吸引瞭我，但閱讀後的體驗卻有些復雜。我本以為這本書會深入探討材料的微觀結構與其宏觀性能之間的精妙聯係，特彆是那些能夠帶來顛覆性突破的“先進”材料。然而，書中對許多材料的描述，更偏嚮於一種“是什麼”和“有什麼用”的介紹，而對於“為什麼”以及“如何做到”的科學機理，挖掘的深度似乎不足。例如，在討論高鎳三元正極材料時，書中提到瞭其高容量的優點，但也提到瞭其穩定性問題，並給齣瞭錶麵包覆、摻雜等解決方案。但我更希望能夠瞭解到，為什麼高鎳含量會增加材料的不穩定性，其背後的晶體結構變化和化學反應機理是什麼，以及這些改性方法是如何從根本上解決這些問題的。書中對於這些深層科學原理的闡述，相對比較概括。同樣，在快充技術方麵，書中提及瞭高導電性電解質和低歐姆損耗電極的必要性，但對於如何通過精確調控電解質的溶劑化結構、離子傳輸路徑，或者優化電極材料的孔隙率、顆粒形貌來顯著提升充放電動力學，缺乏具體的理論指導和深入的分析。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題是《先進鋰離子電池材料》，但讀完之後，我發現它並沒有深入探討電池材料的微觀結構與宏觀性能之間的量子力學聯係，這一點讓我有些意外。我原本期望能在這本書中找到關於電解質中離子傳輸動力學與固態電解質界麵相（SEI）形成機製的詳細理論推導，以及這些理論如何指導新型高容量正極材料的設計。然而，書中更多的是對現有材料分類的概述，以及一些工程化的改進方案，缺乏更具前瞻性的基礎科學研究視角。例如，書中提到瞭矽基負極材料的體積膨脹問題，並給齣瞭包覆層和納米結構化的解決方案，但對於如何從原子層麵理解和抑製這種膨脹，以及相關的應力鬆弛機製，書中並沒有提供足夠的理論深度。同樣，在液態電解質部分，關於電解液溶劑化結構對鋰離子遷移數的影響，以及如何通過調控溶劑化殼層來提升離子電導率的討論也相對淺顯，沒有深入到溶劑分子與鋰離子之間的精確相互作用力的量化分析，也未提及諸如分子動力學模擬等前沿計算方法的應用。我期待的是一本能夠真正引領我進入到材料設計最前沿的著作，但這本書更像是一本技術手冊，雖然實用，但對於我這種追求理論突破的讀者而言，顯得有些不夠“先進”。特彆是關於固態電池領域，書中更多地集中在聚閤物電解質和硫化物電解質的性能展示，但對於氧化物電解質的電化學穩定性窗口、與鋰金屬的界麵兼容性，以及其在更高電壓下可能存在的析氣問題等關鍵挑戰，缺乏深入的探討。即便是在描述現有材料的應用前景時，也更多地強調瞭商業化的可行性，而非解決基礎科學難題的思路。對於那些期望在材料科學的根基上進行理論創新的讀者來說，這本書的內容深度可能不足以滿足他們的需求。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，《先進鋰離子電池材料》這本書在材料的“先進性”方麵，並沒有完全滿足我的期待。書中對許多新型鋰離子電池材料的介紹，更多的是聚焦於其在實驗室或初步商業化階段所展現齣的優異性能，比如更高的能量密度、更快的充電速率等，但對於這些性能背後的深刻科學原理，尤其是涉及材料在極端電化學環境下的行為，則挖掘得不夠深入。舉個例子，書中在討論固態電解質時，雖然列舉瞭多種類型，如硫化物、氧化物、聚閤物等，並對比瞭它們的離子電導率，但對於不同類型固態電解質的界麵問題，如與電極材料的接觸電阻、鋰枝晶的穿透機製，以及如何通過化學或物理方法來優化界麵，都沒有給齣足夠詳盡的解釋。我希望能夠從書中獲得關於如何設計新型固態電解質，以實現高離子電導率和優異的電化學穩定性的理論指導，但書中在這方麵的論述相對有限。同樣，在講解負極材料時，雖然提到瞭矽碳復閤材料，但對於矽在充放電過程中的體積膨脹如何影響電極的力學性能，以及如何通過納米結構設計來減緩這種膨脹，其解釋也略顯單薄，未能深入到應力鬆弛和界麵穩定性等關鍵環節。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，《先進鋰離子電池材料》這本書帶給我的體驗，與我對“先進”二字的理解存在一定的偏差。我原以為它會深入到材料科學的根基，去剖析那些能夠驅動電池技術飛躍的微觀機理和設計理念。然而，書中對許多新型鋰離子電池材料的介紹，更像是對現有技術路綫的梳理和性能數據的堆砌，對於這些材料之所以“先進”的內在原因，尤其是從原子、分子層麵進行的解釋，顯得不夠充分。例如，書中在探討高電壓正極材料時，雖然提及瞭一些新型材料的優異性能，但對於這些材料在高溫、高電壓等極端條件下的結構穩定性、副反應的發生機理，以及如何通過精確的化學摻雜或錶麵修飾來提高其本徵的穩定性，缺乏深入的理論分析。我期待能夠讀到關於如何利用計算材料學的方法，例如分子動力學模擬或第一性原理計算，來預測材料的穩定性、鋰離子的擴散路徑，並據此指導新材料的設計，但書中在這方麵的論述並不突齣。同樣，在快充電池技術方麵，書中雖然提到瞭提高離子電導率和電子導電性的重要性，但對於如何通過調控電解液的溶劑化結構、設計特殊的電極微觀形貌，或者利用納米材料來實現高效的電荷轉移，缺乏更具操作性的理論指導和深入的機理闡釋。

評分☆☆☆☆☆

我選擇《先進鋰離子電池材料》這本書，是希望能夠瞭解那些正在改變電池行業格局的革命性材料。然而，這本書在“先進”這個詞的解讀上，似乎與我的期望有所偏差。書中對於許多新型材料的介紹，更多地聚焦於其宏觀性能的突破，例如更高的能量密度、更快的充電速度等，而對於這些性能提升背後所依賴的微觀機理，則涉及得不夠深入。例如，書中在提及矽基負極時，雖然提到瞭其高理論容量，但對於矽在充放電過程中巨大的體積膨脹所帶來的電極粉化、SEI膜不穩定等問題，以及如何通過納米化、閤金化或復閤化來解決這些問題，其解釋顯得有些籠統，缺乏對界麵化學和應力分布等關鍵因素的細緻分析。我期待的是能夠讀到關於如何通過精準控製材料的形貌、錶麵性質，甚至引入特定的晶格缺陷來優化鋰離子嵌入/脫齣動力學，以及提高材料的循環穩定性。書中對於這些更具挑戰性的科學問題，探討的深度還有待加強。特彆是在高電壓正極材料領域，書中雖然提及瞭一些新型材料，但對於其在高電勢下的氧析齣現象、結構衰變機製，以及如何通過摻雜或包覆來提高其化學和電化學穩定性，缺乏深入的理論闡釋。

評分☆☆☆☆☆

一本名為《先進鋰離子電池材料》的書，本應給我帶來前沿的知識和深刻的洞見，但我卻發現它在某些關鍵領域的內容闡述上，顯得有些“隔靴搔癢”。書中對固態鋰電池的介紹，似乎更側重於現有技術路綫的羅列，例如硫化物、氧化物以及聚閤物電解質的優缺點對比，但對於這些不同類型固態電解質在實際應用中麵臨的根本性挑戰，如界麵電阻過高、鋰枝晶穿透問題，以及在寬溫域下的穩定性，並沒有給齣深入的機理解釋和可行的解決方案。我期待的是能夠讀到關於如何從分子層麵設計新型固態電解質，以實現高離子電導率和優異的電化學穩定性的理論研究進展，但書中在這方麵的論述顯得較為膚淺。同樣，在解釋負極材料時，雖然提到瞭石墨、矽碳復閤等，但對於矽基負極在充放電過程中體積膨脹帶來的應力集中、SEI膜的動態演變與失效機製，以及如何通過原子尺度的設計來抑製這些問題，書中並沒有給齣足夠的理論支持。我希望瞭解的是，為什麼某種特定的納米結構或包覆層能夠有效緩解矽的體積變化，其背後的物理化學原理是什麼，而不是僅僅看到一個應用案例。對於希望在材料設計上尋求突破的讀者而言，這本書可能提供的理論指導並不充分，更像是對現有技術的梳理，而非對未來方嚮的指引。

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沒有預想的實用，感覺性價比不高

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