鋰離子電池的納米技術（鋰電池 石墨烯 儲能 電動汽車 納米技術） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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亞瑟 阿布萊布德 著

圖書標籤:

• 鋰離子電池
• 石墨烯
• 儲能
• 電動汽車
• 納米技術
• 材料科學
• 能源
• 電池材料
• 電化學
• 新能源

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111581116

商品編碼：19586367730

離子電池的納米技術（鋰電池 石墨烯 儲能 電動汽車 納米技術）

作者：

• I S B N ：978-7-111-58111-6
• 條碼書號：9787111581116
• 上架日期：2017/10/25
• 齣版日期：2017/11/8
• 版       次：1-1
• 齣 版 社：
• 叢 書 名： 
• 頁     數：245    

內容簡介

世界正處於能源需求不斷增加以滿足現代社會發展需要的時代。納米技術和鋰離子電池技術都將發揮重要作用，幫助世界應對日益增長的能源和環境問題的挑戰。本書將納米技術和鋰離子電池兩個領域相融閤，用新鮮的見解論述這些快速發展的研究領域之間復雜的關係。書中闡述瞭納米結構電極材料在鋰離子電池中的作用，全麵介紹瞭納米材料及納米結構對鋰離子電池負極材料的設計、閤成及電化學性能的影響和進展，同時描述瞭納米尺寸正極材料的優點，深入探討瞭閤成納米顆粒對電解質性能及電極-電解質界麵的影響。全書內容豐富、實用，使人們深入瞭解如何利用納米技術改善鋰離子電池性能以滿足不斷增長的能量需求。

目       錄

原書前言本書作者第1章緒論11.1能量轉換與存儲：一個全球性挑戰11.2電池：終電能存儲裝置21.3鋰離子電池31.4納米技術51.5鋰離子電池的納米技術71.6小結與展望8參考文獻9第2章鋰離子電池材料中反蛋白石納米結構的研究102.1簡介102.2鋰離子插層和電極結構對電化學性能的作用112.3製備注意事項132.4反蛋白石鋰離子電池材料152.4.1鋰離子負極152.4.2鋰離子正極202.4.3固態鋰離子電解質242.5基於反蛋白石納米結構的鋰離子微電池252.6小結和前景27參考文獻27第3章鋰離子可充電電池用納米工程矽負極363.1簡介363.2矽作為鋰離子電池負極373.3矽納米結構393.4斜角沉積矽納米棒423.5納米級柔性支撐材料443.6納米結構的矽-碳復閤材料453.7高功率鋰離子電池用矽負極 483.8小結和展望53緻謝53參考文獻53第4章鋰離子電池用锡基負極材料574.1簡介574.2氧化锡604.3锡基復閤材料634.4小結與展望68參考文獻68第5章越夾層：鋰離子電池的納米級轉換負極材料725.1簡介725.2鋰化和脫鋰機製745.3金屬氧化物805.3.1鉻805.3.2錳815.3.3鐵825.3.4鈷835.3.5鎳845.3.6銅845.3.7鋅855.4混閤氧化物：AB2O4855.4.1 AMn2O4865.4.2 AFe2O4875.4.3 ACo2O4875.5 TMX X=S、N、P和F885.6小結與展望91參考文獻92第6章鋰離子電池用石墨烯基復閤負極材料1016.1簡介1016.2石墨烯負極材料1036.3石墨烯復閤負極1076.3.1石墨烯/矽基材料1076.3.2石墨烯/锡基材料1126.4石墨烯/TMO材料（Mn、Fe、Co和Cu）1216.4.1石墨烯/錳氧化物1226.4.2石墨烯/鐵氧化物1256.4.3石墨烯/Co3O41306.4.4石墨烯/NiO和石墨烯/CuO1346.5小結和展望138參考文獻138第7章鋰離子電池的納米尺度和納米結構的正極材料1447.1簡介1447.2橄欖石(LiMPO4)正極材料1457.2.1鋰擴散1457.2.2閤成方法1457.3尖晶石正極材料1517.3.1 LiMn2O41517.3.2 LiMn1.5Ni0.5O41527.4小結和展望154參考文獻155第8章LiFePO4納米材料大功率應用的設計和性能1588.1簡介1588.2 LFP的閤成、路綫和晶體化學1618.2.1 LFP顆粒的製備1618.2.2 LiFePO4的晶體化學1628.3優化LiFePO4顆粒的結構和形貌1658.3.1晶體結構1658.3.2優化LiFePO4的形貌1678.3.3局部結構1688.3.4碳塗層的錶徵1708.3.5碳層的質量1728.4磁性和電子特性1748.4.1磁性1748.4.2 EPR1758.5 LiFePO4觸水老化1788.5.1簡介1788.5.2 LiFePO4與水的反應1798.5.3定量錶徵1818.5.4暴露於水的LFP樣本的伏安法1828.6優化LiFePO4的電化學性能1848.6.1檢查分析1848.6.2 60℃時的電化學性能1868.6.3安全、快速充電長壽命的鋰離子電池在能源領域的應用1898.7小結與展望191參考文獻191第9章納米顆粒對電解質和電極/電解質界麵的影響1959.1簡介1959.2聚閤物電解質納米復閤材料1969.2.1固體聚閤物電解質納米復閤材料1979.2.2凝膠聚閤物電解質納米復閤材料1999.3液態電解質“濕砂”納米復閤材料2069.4有機離子塑性晶體納米復閤材料2129.5小結和展望215參考文獻215第10章電池用微尺度3D立體結構21810.1簡介21810.1.1為什麼需要3D結構的微電池？21810.1.2平麵（2D）電池21910.2半3D微電池22310.2.1納米架構集流體和“半3D”電池22310.2.2半3D電池的正極22310.2.3半3D 電池的負極22710.2.4半3D電池的正極和3D電池的負極的結閤23010.3全交叉3D微電池23210.3.1三維微電池設計和製造方法23210.3.2全3D微電池實例23510.4小結和展望243參考文獻243

探索宇宙的微觀奧秘：量子力學與弦理論的奇妙旅程 本書並非聚焦於某一具體的技術應用，而是帶領讀者深入探索構成我們宇宙最基礎的科學理論——量子力學和弦理論。我們將踏上一場穿越微觀世界的宏大旅程，揭示物質最深層的運作規律，理解宇宙萬物的起源與演化。 第一章：量子力學的基石——不確定性與疊加態的顛覆 我們將從量子力學的基本概念入手，深入剖析那些顛覆我們日常直覺的奇特現象。例如，海森堡不確定性原理將帶我們認識到，我們無法同時精確測量一個粒子的位置和動量，這種內在的局限性並非源於測量技術的不足，而是宇宙本身的固有屬性。我們將探討這一定理的深遠意義，它如何重塑瞭我們對現實的理解，以及它在現代物理學中的核心地位。 接著，我們將深入理解量子疊加態的概念。在一個經典世界裏，一個物體要麼在這裏，要麼在那裏；但量子世界裏，一個粒子可以同時處於多種狀態的疊加。我們將以著名的“薛定諤的貓”思想實驗為例，生動地闡釋疊加態的不可思議之處，以及當我們進行觀測時，疊加態如何“坍縮”成一個確定的狀態。這一章節還將介紹量子糾纏，這一“鬼魅般的超距作用”，使得兩個或多個粒子之間能夠建立起一種神秘的聯係，無論它們相距多遠，一個粒子的狀態變化會瞬間影響到其他粒子。我們將探討量子糾纏的實驗驗證，以及它在未來量子通信和量子計算等領域的巨大潛力。 第二章：從粒子到場——量子場論的優雅統一 量子力學描述瞭粒子的行為，但當我們需要同時考慮粒子和場的相互作用時，量子場論便應運而生。本章將帶領讀者領略量子場論的宏偉藍圖。我們將認識到，基本粒子並非孤立的點狀實體，而是量子場的激發。例如，電子並非一顆小球，而是電子場的某種激發態。光子則是電磁場的激發。這種“場”的視角，極大地簡化瞭對基本粒子相互作用的描述，並成功地統一瞭許多看似獨立的物理現象。 我們將介紹量子電動力學（QED），這是描述光與物質相互作用的最成功的量子場論之一。QED精確地預測瞭許多實驗結果，例如電子的磁矩，其精度令人驚嘆。我們將探討QED中的“重整化”技術，這是處理量子場論中無窮大問題的關鍵手段，它揭示瞭物理學深層的美妙和諧。此外，我們還將初步涉足量子色動力學（QCD），它是描述誇剋和膠子之間強相互作用理論，解釋瞭質子和中子的構成。 第三章：宇宙的終極理論？——弦理論的幾何誘惑 在量子場論的框架下，我們已經能夠很好地描述除引力以外的四種基本力，但如何將引力納入量子框架，一直是一個巨大的挑戰。弦理論，作為當今理論物理學中最有希望統一所有基本力，包括引力的候選理論，將是本章的重點。 弦理論的核心思想是，構成宇宙最基本單元的不是點狀粒子，而是微小的、振動的“弦”。這些弦的振動模式不同，就錶現為不同的粒子。想象一下小提琴的琴弦，撥動琴弦的不同方式會産生不同的音符，同樣，不同模式的弦振動就對應瞭不同的基本粒子，例如電子、光子、誇剋等等。 本章將詳細介紹弦理論的幾個關鍵要素。我們將探討為什麼弦理論需要額外的空間維度，我們通常感知的四維時空（三維空間加一維時間）並非宇宙的全部。這些額外的維度是如何被“捲麯”起來，以至於我們無法直接觀測到的。我們將介紹M理論，這是目前最受關注的弦理論版本，它試圖統一所有五種超弦理論，並可能包含膜（branes）的概念，這些膜可以看作是高維空間中的“錶麵”。 我們將深入探討弦理論如何自然地包含引力子，即傳遞引力的基本粒子，從而為統一引力與其他基本力提供瞭可能。同時，我們將討論弦理論在解釋黑洞熵、宇宙暴脹等重大宇宙學問題上的潛力。盡管弦理論目前仍處於理論研究階段，缺乏直接的實驗證據，但其數學上的優雅性和統一性，以及它為解決物理學最深刻難題提供的可能性，使其成為理論物理學研究的前沿。 第四章：探索弦理論的數學語言——拓撲與幾何的交響 弦理論的深刻之處不僅在於其物理圖像，更在於其背後極其豐富的數學結構。本章將帶領讀者領略弦理論所依賴的數學工具，重點介紹拓撲學和微分幾何在其中扮演的關鍵角色。 我們將首先介紹拓撲學，它研究的是在連續變形（如拉伸、彎疊，但不撕裂或粘閤）下保持不變的幾何性質。我們將學習拓撲不變量的概念，以及它們如何在弦理論中用於分類不同的弦理論真空態。例如，卡拉比-丘（Calabi-Yau）流形，作為弦理論中額外空間的典型例子，其拓撲性質直接決定瞭我們宇宙中基本粒子的性質和相互作用。 接著，我們將探討微分幾何，它研究的是具有微小局部結構的幾何形狀。我們將瞭解麯率、聯絡等概念，以及它們如何描述時空的幾何性質。在弦理論中，我們所處的時空本身就是由微分幾何所描述的，而額外的捲麯的維度，更是對微分幾何提齣瞭極高的要求。我們將探討卡拉比-丘流形的各種幾何特性，以及它們如何與我們熟悉的粒子物理學聯係起來。 本章還將介紹一些進階的概念，如共形場論（CFT），它在弦理論中扮演著重要的角色，尤其是在描述弦在二維世界（弦的“世界膜”）上的運動時。我們將初步瞭解AdS/CFT對偶原理，這是一個革命性的猜想，認為一個特定類型的引力理論（在反德西特空間中）等價於一個不包含引力的量子場論（在邊界上）。這個對偶性為我們研究引力理論和量子場論提供瞭全新的視角。 第五章：弦理論的未來展望與未解之謎 盡管弦理論取得瞭巨大的理論進展，但仍有許多未解之謎等待我們去探索。本章將對弦理論的未來發展方嚮進行展望，並指齣當前麵臨的主要挑戰。 我們將討論弦理論在解釋暗物質和暗能量等宇宙學難題方麵的潛在作用。弦理論的某些擴展版本可能預言新的粒子，它們可能就是暗物質的候選者。同時，弦理論的宇宙學模型也為理解宇宙的早期演化，例如暴脹機製，提供瞭新的思路。 我們將探討如何檢驗弦理論。目前，直接檢驗弦理論的能量尺度遠超我們現有實驗能力。因此，科學傢們正在尋找間接的證據，例如在宇宙微波背景輻射中尋找特定的信號，或者在粒子加速器實驗中尋找新的粒子。 此外，本章還將討論弦理論在解決量子引力問題上的局限性。盡管弦理論統一瞭基本力，但對量子引力本身完整的描述仍有待完善。我們還將提及一些與弦理論相關的其他前沿研究方嚮，例如全息原理、量子信息與引力的關係等。 本書的最終目標是激發讀者對宇宙最深層奧秘的探索興趣，瞭解人類在理解宇宙本質的道路上所取得的輝煌成就，以及未來充滿無限可能的科學前沿。我們並非教導如何製造具體的材料或産品，而是引領一場智力上的冒險，去理解那些塑造瞭我們現實世界的根本法則。

評分☆☆☆☆☆

我對未來科技，特彆是可持續能源解決方案的進展一直保持著高度的關注。在眾多技術中，鋰離子電池無疑是當前和未來能源存儲領域的核心。我一直對電動汽車的普及感到興奮，但同時也對電池技術的局限性感到一絲擔憂。我常常在想，是什麼樣的創新，能夠真正推動電池技術的飛躍，讓電動汽車的續航和充電時間不再成為製約因素？這本書的標題，“鋰離子電池的納米技術”，立刻引起瞭我的興趣。在我看來，納米技術代錶著一種前所未有的精準操控物質的能力，它可能正是解鎖鋰電池潛能的關鍵。我特彆期待書中能夠詳細闡述，納米尺度的材料設計，例如石墨烯等先進材料，是如何被應用於鋰離子電池的各個層麵，包括電極、電解質和隔膜等。我希望能看到，這些微觀層麵的創新，如何轉化為宏觀上電池性能的顯著提升，例如能量密度、功率密度、循環壽命以及安全性。我希望這本書能夠以一種既有深度又不失通俗易懂的方式，來解讀這些復雜的科學原理，並能提供一些真實的案例和研究成果，讓我能夠更清晰地認識到納米技術在推動電動汽車和儲能技術發展中所扮演的革命性角色。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，當我翻開這本書的時候，我的腦海中閃過的第一個念頭是：這絕對不是一本輕鬆易讀的科普讀物。書名中充斥著我並不完全熟悉的專業術語，比如“納米技術”、“石墨烯”、“儲能”。我是一名對未來科技充滿好奇但專業知識相對有限的讀者，尤其是在電池科學這個領域。我購買這本書的初衷，是希望能夠對當下最熱門的電動汽車技術有一個更深入的瞭解，特彆是驅動這些車輛的“心髒”——鋰離子電池。我一直對電池的技術瓶頸感到睏惑，為什麼我們還不能做到續航裏程更長、充電速度更快？書中提到的“納米技術”，似乎暗示著解決這些問題的方嚮，但具體是如何實現的，我卻毫無頭緒。我期待這本書能夠循序漸進地引導我，從基礎的鋰離子電池工作原理講起，然後逐步深入到納米尺度下的材料設計和改性。我希望它能解釋清楚，為何石墨烯這種材料如此特彆，又如何在電池的電極材料、電解液甚至隔膜等方麵發揮關鍵作用。如果書中能夠提供一些實際的應用案例，比如不同類型的納米結構如何影響電池性能的數據對比，那就更好瞭。我希望這本書能讓我跳齣“電動汽車很酷”的淺層認知，去理解其背後更深層次的科學與工程挑戰，並認識到納米技術在其中扮演的革命性角色。

評分☆☆☆☆☆

當我看到這本書的封麵時，腦海裏立刻浮現齣瞭一幅宏大的圖景：未來交通工具的靜默齣行，城市因清潔能源而煥發新的活力。我雖然不是科學傢，但我對驅動這場變革的核心技術有著濃厚的興趣。鋰離子電池，毫無疑問是這場能源革命的基石。而“納米技術”這個詞，在我看來，就是打開其潛能的關鍵。我一直在思考，為何現有的電池技術似乎總是有瓶頸，無法滿足我們對續航和充電速度日益增長的需求？這本書的標題，直接點齣瞭“納米技術”，讓我覺得它可能正是我一直在尋找的答案。我希望它能深入淺齣地解釋，在納米尺度下，材料的性質是如何發生翻天覆地的變化的。尤其是關於石墨烯的部分，我聽說過它許多驚人的特性，比如超強的導電性和導熱性，但它究竟如何被應用在電池中，又帶來哪些具體的性能提升，我非常好奇。這本書是否能讓我理解，這些微觀的改變，如何轉化為宏觀上的巨大飛躍，讓電動汽車真正成為大眾可接受且高效的齣行方式？我期望書中能有很多實際的案例，能夠讓我看到納米技術是如何一步步剋服電池現有難題的，而不是僅僅停留在理論的層麵。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就足夠吸引我瞭，那是一種深邃的藍，中間點綴著流動的銀色綫條，仿佛象徵著能量在微觀世界裏奔湧。我本身對科技發展就很有興趣，尤其是那些能夠改變我們生活方式的突破。電動汽車的興起，無疑是近年來最令人振奮的趨勢之一，而我深知，電池技術纔是這一切的核心驅動力。當我在書店偶然看到這本書的書名時，立刻就被“納米技術”這個關鍵詞抓住瞭。納米尺度下的材料操控，總是能帶來令人難以置信的性能提升。我特彆好奇，在納米這個微觀領域，科學傢們是如何去解鎖鋰電池的巨大潛力的？書中提到的“石墨烯”更是讓我眼前一亮。這種被稱為“新材料之王”的二維材料，以其獨特的電學和力學特性，早就讓我心生嚮往。我迫切想知道，它在鋰電池中究竟扮演瞭怎樣的角色？它又是如何幫助提升電池的能量密度、充電速度和循環壽命的？這本書是否能為我揭示這些謎團？它是否能以一種我這個非專業讀者也能夠理解的方式，去闡述那些復雜而前沿的科學原理？我期待書中能有大量的插圖和清晰的圖解，幫助我更好地理解納米材料的結構以及它們在電池內部的運作機製。畢竟，再好的理論，也需要形象的呈現纔能深入人心。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的想法，源於我對於個人齣行方式的未來感到非常好奇。我看到越來越多的電動汽車上路，但隨之而來的對充電便利性和續航裏程的擔憂也從未停止。我常常在想，是什麼樣的技術突破，能夠讓電池變得如此強大，又如此可靠？當我在書店看到這本書的書名時，腦海中立刻聯想到瞭那些微小的、肉眼看不見的改變，如何能夠産生如此巨大的影響。我本身對科學探索充滿熱情，但我並不是一個專業的化學工程師或者材料科學傢，所以這本書的吸引力在於它是否能夠架起一座橋梁，連接我與那些復雜的科學概念。我特彆希望瞭解，在納米這個尺度上，鋰離子電池的構成材料，比如石墨烯，是如何被設計和優化的。它是否能告訴我，為什麼石墨烯具有如此特殊的性質，以及這些性質又是如何被巧妙地運用到電池的各個組成部分，從而提升其整體性能？我期待書中能有足夠的圖示和解釋，讓我這個門外漢也能大緻理解那些精妙的納米結構是如何工作的，以及它們是如何幫助電池實現更高的能量密度，更快的充電速度，以及更長的使用壽命。