鋰離子電池溶劑與溶質 徐艷輝,耿海龍,李德成 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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徐艷輝，耿海龍，李德成 著

圖書標籤:

• 鋰離子電池
• 溶劑
• 溶質
• 電化學
• 材料科學
• 新能源
• 電池材料
• 電解液
• 徐艷輝
• 耿海龍

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122315212

商品編碼：29262042741

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2018-06-01

基本信息

書名：鋰離子電池溶劑與溶質

定價：68.00元

作者：徐艷輝,耿海龍,李德成

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2018-06-01

ISBN：9787122315212

字數：219

頁碼：207

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《鋰離子電池溶劑與溶質》與《鋰離子電池活性電極材料》兩本書閤起來介紹瞭鋰離子電池的組成材料，對鋰離子電池器件開發人員有參考作用。

內容提要

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《鋰離子電池溶劑與溶質》主要介紹鋰電池液態電解液、固態電解質， 內容包括液態電解液體係（溶劑和溶質）、 液態電解液體係添加劑、 固體電解質、隔膜、粘結劑等其它組件/成分。《鋰離子電池溶劑與溶質》可供電化學反應工程、電化學、材料電化學、新能源材料與器件等專業本科和研究生教學使用和參考，也可供相關企業專業技術人員參考。

目錄

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章 液態電解液001

1.1概述007

1.2潛在鋰鹽簡介013

1.3溶劑簡介038

1.4液態電解液058

1.5離子液體066

1.6溶劑和溶質電化學窗口的確定072



第2章 添加劑075

2.1阻燃添加劑078

2.2SEI成膜添加劑087

2.2.1還原反應型陽極成膜添加劑096

2.2.2還原聚閤型陽極成膜添加劑099

2.2.3SEI形貌修飾劑101

2.2.4吸附類陽極成膜添加劑101

2.2.5其他成膜添加劑102

2.3Si負極SEI形成添加劑107

2.4Al腐蝕保護劑107

2.5加濕劑、降低黏度劑108

2.6Li沉積改進劑109

2.7溶劑化增強劑110

2.8多功能添加劑111

2.9陰極保護劑112

2.9.1過充保護劑115

2.9.2斷路添加劑117

2.9.3氧化還原穿梭劑120

2.10高電壓電解液128

2.11氟化處理129



第3章 固體聚閤物電解質135

3.1簡述139

3.2PEO149

3.3聚電解質155

3.4其他158

3.5混閤導電高聚物162



第4章 無機固體電解質165

4.1機理簡述167

4.2常見無機固體鋰離子導體簡述171

4.2.1鈣鈦礦型171

4.2.2Nasicon和Lisicon型鋰離子導體172

4.2.3Thio-LISICON類174

4.2.4Gar結構玻璃178

4.3其他一些結論192

4.4無機固體電解質的研究方法195



參考文獻197

作者介紹

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徐艷輝，蘇州大學研究員，畢業於哈爾濱船舶工程學院化學工程係電化學專業，浙江大學材料科學與工程係博士，曾在德國從事研究工作。先後在國際學術刊物上發錶論文70餘篇，其中SCI論文40餘篇，總引用次數近200次。先後承擔科技部專項基金、江蘇省自然科學基金項目、教育部留學歸國基金項目，參與國傢自然科學基金項目、國傢863項目、江蘇省鋰離子電池重點實驗室項目，參與國傢化學電源産品質量監督檢驗中心以及江蘇省化學電源公共技術服務創新平颱的建設以及相關項目的申請，參加全國電池材料標準化技術委員會的工作並參與相關項目申請（已獲批）。江蘇省、中物院、安徽省等相關單位項目評審專傢，教育部留學歸國基金、博士點基金、新教師基金等相關基金評審專傢，Electrochimica Acta, Int J Hydrogen Energy, JACS, Ionics, J Alloys Comp. J Membrane Sci.等雜誌審稿人。目前研究領域包括：電化學物理與物理電化學及理論電化學；材料電化學、應用電化學（包括鋰離子電池、水電解、有機小分子電氧化）；非綫性電化學。

文摘

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序言

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《新能源材料科學導論》 內容概述： 本書是一本麵嚮新能源領域研究者、工程師和高年級本科生、研究生的入門級教材。它係統地介紹瞭新能源材料的種類、基本原理、製備工藝、性能錶徵以及在不同新能源技術中的應用。全書共分為七章，內容涵蓋瞭從基礎的材料科學概念到先進的新能源材料設計與開發，旨在為讀者打下堅實的理論基礎，並引導他們瞭解當前新能源材料研究的前沿動態。 詳細章節介紹： 第一章：新能源材料概述 本章首先對新能源的定義、重要性以及當前全球能源麵臨的挑戰進行瞭闡述，強調瞭發展和應用新能源材料的緊迫性和必要性。接著，詳細介紹瞭新能源材料的分類，包括但不限於： 儲能材料： 重點介紹用於電池、超級電容器、氫儲存等領域的材料，如鋰離子電池正負極材料、電解質材料、隔膜材料，以及其他新型電池體係的儲能材料。 能源轉換材料： 涵蓋太陽能電池材料（如矽基、鈣鈦礦、有機光伏材料）、燃料電池催化劑材料、熱電材料等。 能源傳輸與儲存材料： 介紹導電高分子、超導體等在能源傳輸中的作用，以及用於氫氣儲存的儲氫材料。 其他相關材料： 包括用於能量收集、能量管理和智能電網的材料。 本章還探討瞭新能源材料的性能評價標準，如能量密度、功率密度、循環壽命、安全性、成本等，並分析瞭不同材料體係的優缺點及其適用場景。最後，對新能源材料的未來發展趨勢進行瞭展望。 第二章：固態化學與晶體結構在材料設計中的應用 本章深入講解瞭固態化學的基本原理，重點闡述瞭晶體結構對材料宏觀性能的影響。讀者將學習到： 晶體結構基礎： 各種晶係、空間群、點陣、基元等概念，以及如何描述和分析晶體結構。 結構缺陷： 點缺陷（空位、填隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界）的形成、類型及其對材料電學、光學、力學性能的影響。 晶體生長與相變： 固相反應、液相外延、氣相沉積等晶體生長方法，以及固-固、固-液等相變過程。 結構與性能的關係： 通過實例分析，例如，解釋為何某些具有特定晶體結構的氧化物能成為優良的催化劑，或者為何某些晶體結構有利於離子傳輸。 晶體工程： 如何通過調控晶體結構來優化材料的性能，例如，通過摻雜、固溶、引入應變等方法來改變材料的電子結構、能帶結構以及晶格動力學。 本章強調瞭理解材料的微觀結構是設計和開發高性能新能源材料的關鍵。 第三章：電化學原理與電池材料 本章是本書的核心章節之一，專注於電化學原理在電池技術中的應用，並深入介紹瞭各類電池材料。 電化學基礎： 氧化還原反應、電極電勢、法拉第定律、電化學阻抗譜（EIS）等基本概念。 鋰離子電池材料： 正極材料： 詳細介紹層狀氧化物（如LCO, NMC, NCA）、橄欖石型（如LFP）、尖晶石型（如LMO）以及富鋰錳基材料的結構、電化學性能、優缺點及發展前景。 負極材料： 重點講解石墨類材料（天然石墨、人造石墨）、硬碳、軟碳、矽基負極材料（純矽、氧化亞矽、矽碳復閤）以及金屬鋰負極的機理、性能特點和麵臨的挑戰。 電解質： 討論有機電解液（溶劑、溶質、添加劑）、固態電解質（聚閤物電解質、無機固態電解質、混閤固態電解質）的組成、性能要求（離子電導率、電化學窗口、穩定性）及發展方嚮。 隔膜： 介紹聚烯烴隔膜、無紡布隔膜、陶瓷隔膜的結構、性能及其在保障電池安全和提高性能中的作用。 其他電池體係： 簡要介紹鈉離子電池、鉀離子電池、液流電池、金屬-空氣電池等新型電池體係的材料和原理。 本章通過大量的實例和圖示，幫助讀者深入理解各種電池材料的微觀結構、工作機理和宏觀性能之間的聯係。 第四章：催化劑與燃料電池材料 本章聚焦於催化劑材料在能源轉換中的作用，特彆是其在燃料電池技術中的應用。 催化基本理論： 錶麵吸附、活化能、催化劑的分類（均相催化、多相催化）、活性位點、催化劑設計策略等。 燃料電池工作原理： 質子交換膜燃料電池（PEMFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、堿性燃料電池（AFC）等不同類型燃料電池的工作原理。 催化劑材料： 鉑族金屬催化劑： 重點介紹鉑（Pt）及其閤金在PEMFC中的應用，討論其活性、穩定性和成本問題，以及替代鉑催化劑的研究進展。 非貴金屬催化劑： 介紹過渡金屬氧化物、碳化物、氮化物、金屬有機框架（MOFs）等在燃料電池中的應用潛力。 催化劑載體： 碳材料（如炭黑、碳納米管、石墨烯）在催化劑載體中的作用，以及新型載體材料的開發。 電解質材料： 詳細介紹PEMFC中的質子交換膜（如Nafion）以及SOFC中的固體氧化物電解質（如YSZ）。 其他組件材料： 氣體擴散層、雙極闆等關鍵材料。 本章強調瞭催化劑材料的性能是影響燃料電池效率和壽命的關鍵因素。 第五章：光伏材料與太陽能電池 本章係統介紹光伏材料的種類、製備及其在太陽能電池中的應用。 光伏效應基礎： 半導體的能帶理論、光生載流子産生與復閤、pn結的形成與特性。 矽基太陽能電池： 介紹晶體矽（單晶矽、多晶矽）的製備工藝、電池結構（如PERC、TOPCon、HJT）及其發展。 薄膜太陽能電池： CdTe薄膜太陽能電池： 材料特性、製備工藝及優勢。 CIGS薄膜太陽能電池： 材料體係、製備方法及其發展。 非晶矽太陽能電池： 結構、製備和性能特點。 第三代太陽能電池： 染料敏化太陽能電池（DSSCs）： 工作機理、關鍵材料（染料、電解質、TiO2）及其性能。 有機光伏（OPVs）： 有機半導體材料、本體異質結結構、效率提升策略。 鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）： 鈣鈦礦材料的結構、性能、高效率製備技術、穩定性問題及未來發展。 聚光光伏與多結太陽能電池： 提高效率的集成技術。 本章旨在讓讀者瞭解不同類型太陽能電池的工作原理、材料選擇和性能特點。 第六章：儲氫材料與氫能技術 本章探討瞭氫能作為一種清潔能源的巨大潛力，並重點介紹儲氫材料及其在氫能技術中的應用。 氫能的生産、儲存與利用： 氫的製備方法（電解水、天然氣重整等）、儲存方式（高壓氣態、液態、固態）及其優缺點。 固態儲氫材料： 金屬氫化物： AB2型、AB5型、A2B型金屬氫化物，如Ti-Fe、LaNi5、Mg2Ni等，及其儲氫密度、吸放氫動力學和循環穩定性。 吸附材料： 活性炭、沸石、金屬有機框架（MOFs）、共價有機框架（COFs）等，及其在低溫吸附儲氫中的應用。 化學儲氫材料： 如硼氫化鈉（NaBH4）、氨硼烷（NH3BH3）、液態有機儲氫材料等，及其分解放氫的機理和儲氫密度。 氫氣儲存介質的性能評價： 儲氫密度（體積密度與質量密度）、吸放氫溫度與壓力、循環壽命、安全性和成本。 氫燃料電池的應用： 氫燃料電池在交通、發電等領域的應用前景。 本章旨在為讀者提供關於氫能儲存技術現狀和未來發展方嚮的全麵認識。 第七章：新能源材料的製備、錶徵與性能優化 本章將前麵章節介紹的材料進行整閤，重點關注其製備工藝、性能錶徵技術以及如何進行性能優化。 製備技術： 固相法： 高溫固相反應、球磨法等。 液相法： 溶膠-凝膠法、水熱/溶劑熱法、共沉澱法、電化學沉積法等。 氣相法： 化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）、原子層沉積（ALD）等。 納米材料製備： 模闆法、自組裝法等。 性能錶徵技術： 結構錶徵： X射綫衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、原子力顯微鏡（AFM）。 成分與化學態錶徵： X射綫光電子能譜（XPS）、俄歇電子能譜（AES）、能量色散X射綫光譜（EDX）。 電化學性能錶徵： 循環伏安法（CV）、恒電流充放電（GCD）、電化學阻抗譜（EIS）。 光學與熱學性能錶徵： UV-Vis光譜、拉曼光譜、熱重分析（TGA）、差示掃描量熱法（DSC）。 性能優化策略： 材料設計： 元素摻雜、形貌調控、納米化、異質結構建、復閤材料開發。 工藝優化： 反應溫度、時間、氣氛、溶劑等的優化。 界麵工程： 優化電極/電解質界麵、催化劑/載體界麵等。 本章強調瞭理論與實踐相結閤的重要性，指導讀者如何從材料的設計、製備到最終的性能評價和優化，形成一個完整的研發閉環。 總結： 《新能源材料科學導論》以其係統性的內容、深入淺齣的講解以及豐富的實例，為讀者提供瞭一個全麵瞭解新能源材料科學的窗口。本書不僅涵蓋瞭當前主流的新能源技術及其相關材料，還深入探討瞭材料設計的原理和方法，並介紹瞭先進的製備與錶徵技術。希望通過本書的學習，讀者能夠深刻理解新能源材料在應對全球能源挑戰中的關鍵作用，並為未來的科學研究和技術創新奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

當我看到“徐艷輝,耿海龍,李德成”這幾個名字時，我immediately聯想到這可能是一群在鋰離子電池領域擁有深厚學術背景和豐富實踐經驗的專傢。因此，我對這本書的科學嚴謹性和學術前沿性充滿瞭信心。我預期書中會引用大量的權威文獻和實驗數據，對各種溶劑和溶質的性能進行客觀、準確的評價。同時，我也希望能從中瞭解到該領域的最新研究動態，例如，新型高電壓溶劑的開發、低成本高性能鋰鹽的探索、以及環保型溶劑的替代研究等。這本書，在我看來，或許是一份關於鋰離子電池電解液的“百科全書”，也可能是一份“未來指南”，能夠引領我深入瞭解這個日新月異的領域。

評分☆☆☆☆☆

從書名《鋰離子電池溶劑與溶質》來看，我猜測這本書的核心價值在於它能夠為讀者提供一套解決實際問題的工具箱。我期待書中能包含大量的實驗數據和案例分析，用來支撐理論的闡述，並展示如何將理論知識應用於實際的電池設計和優化中。例如，書中是否會提供針對不同類型鋰鹽和溶劑在特定溫度、濕度條件下穩定性的評估方法？是否會提供如何通過調整溶劑配比來提高電池循環壽命和能量密度的具體指導？我希望這本書能夠讓我不僅理解“為什麼”，更能讓我掌握“如何做”，成為我在鋰離子電池研究和開發道路上的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本優秀的科技書籍，不僅要講述“是什麼”，更要解釋“為什麼”和“如何做”。《鋰離子電池溶劑與溶質》這本書，我期待它能在“為什麼”和“如何做”這兩個層麵給我帶來深刻的啓發。為什麼某些溶劑在特定的電極材料上會形成不利的SEI膜？為什麼某些鋰鹽在高溫下會加速分解？我又該如何選擇閤適的溶劑和溶質組閤，以滿足不同應用場景的需求，例如，對高能量密度、長壽命、快充性能或者極端環境下的電池需求？我希望這本書能提供一套係統性的思考框架和方法論，幫助讀者從理論層麵理解這些問題，並能在實際研發中找到解決之道。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺，不僅僅是一本純粹的化學教科書，更像是一本關於“能量流動”的科學指南。我設想，作者們會用清晰的語言，將復雜的化學反應和物理過程變得易於理解。比如，在講解溶劑與溶質協同作用時，我期待能看到大量的圖示和模型，清晰地展示鋰離子在電解液中的遷移路徑，以及電解液在電極錶麵發生的各種界麵反應。我希望書中能詳細解釋，為什麼在特定的溫度和電壓範圍內，某種溶劑-溶質組閤能夠達到最佳的電化學性能。這其中涉及到溶劑化結構、離子對形成、電荷轉移等一係列精細的化學過程，而這些過程的微觀機製，往往是影響電池效率和壽命的關鍵。我非常期待能從書中獲得對這些過程的直觀理解，從而能夠更好地預測和設計下一代高性能鋰離子電池。

評分☆☆☆☆☆

至於溶質，我當然知道它主要是指鋰鹽。但我想，這本書不會止步於此。我期盼它能深入講解不同鋰鹽，如LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiTFSI等，在溶劑中的溶解度、離子導電率、熱穩定性以及與電極材料的相容性。特彆地，LiPF6作為目前最主流的鋰鹽，其在實際應用中遇到的分解問題和潛在的改進方嚮，我希望能在這本書中得到清晰的解釋。書中或許會提及，為什麼LiPF6雖然在導電性和界麵穩定性方麵錶現優異，但卻對水分敏感，容易水解産生HF，從而腐蝕電池組件。我也好奇，書中是否會介紹一些新型的鋰鹽，或者對現有鋰鹽進行改性的研究進展，以期剋服當前鋰鹽的缺點，提升電池的整體性能。對這些微觀層麵的理解，對於真正掌握鋰離子電池的精髓至關重要，而我正期待著這本書能帶我抵達這個深度。

評分☆☆☆☆☆

一本優秀的技術書籍，往往能激發讀者的創新思維。《鋰離子電池溶劑與溶質》這本書，我期待它不僅僅是知識的傳遞，更能點燃我對於新能源技術的更多思考和想象。書中是否會討論一些顛覆性的研究方嚮？例如，是否會探討利用非液體電解質（如固態電解質）來解決溶劑固有問題的可能性？是否會展望未來，在溶劑和溶質的設計上，有哪些全新的理念和突破？我希望通過閱讀這本書，能夠對鋰離子電池的未來發展趨勢有一個更深刻的洞察，從而激發我在這個領域進行進一步探索和創新的靈感。

評分☆☆☆☆☆

一本好的技術書籍，其語言風格和結構安排同樣至關重要。《鋰離子電池溶劑與溶質》這本書，我期待它能用清晰、簡潔、邏輯性強的語言來闡述復雜的科學概念，避免過多的專業術語堆砌，或者在必要時進行詳細的解釋。我希望書中的章節設置能夠循序漸進，從基礎理論到具體應用，層層遞進，讓讀者能夠逐步掌握相關知識。例如，或許會先介紹溶劑的基本分類和性質，然後討論它們與鋰鹽的相互作用，最後再深入探討它們在不同電池體係中的應用和麵臨的挑戰。這種結構上的清晰度和錶述上的易懂性，對於我這樣希望深入學習的讀者來說，是至關重要的。

評分☆☆☆☆☆

《鋰離子電池溶劑與溶質》這本書，從書名來看，就預示著它將深入探討鋰離子電池的核心組成部分——溶劑和溶質。我一直對新能源技術，特彆是鋰離子電池的原理和發展充滿興趣，所以這本書在我眼中就像一本揭示電池“血液”秘密的寶典。我設想，在翻開這本書的瞬間，就如同踏入瞭一個精密化學的奇妙世界。書中關於溶劑的部分，我期待能看到對各種有機溶劑，如碳酸酯類（EC, DMC, DEC等）、醚類等，在鋰離子電池中的作用機理進行詳盡的闡述。這不僅僅是簡單羅列溶劑的種類，更重要的是，它應該能解釋這些溶劑是如何溶解鋰鹽，形成導電的電解液，以及它們在電化學過程中所扮演的關鍵角色。比如，不同溶劑的介電常數、黏度、沸點、冰點等物理性質，以及它們與電極材料的相互作用，如形成固體電解質界麵（SEI）膜的特性，這都是影響電池性能和安全性的重要因素。我希望能從書中瞭解到，為什麼某些溶劑組閤比單獨使用某種溶劑更能優化電池的循環壽命和倍率性能。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，《鋰離子電池溶劑與溶質》這本書，其價值更在於對“問題”的剖析和“解決方案”的探索。我知道，鋰離子電池技術的發展並非一帆風順，其中充滿瞭各種挑戰。我希望這本書能詳細闡述當前鋰離子電池溶劑和溶質體係麵臨的主要瓶頸，例如，高溫下的分解問題、低溫下的離子導電率下降、對濕氣的敏感性、以及潛在的安全隱患（如易燃性）。對於這些問題，我更期待書中能提供深入的分析，並介紹科研人員正在探索的各種解決方案。這可能包括新型的添加劑（如成膜添加劑、阻燃劑），或者對現有溶劑和溶質進行結構修飾，以提高其熱穩定性、化學穩定性和安全性。

評分☆☆☆☆☆

從書名本身，我能夠聯想到這本書在理論深度和實踐應用之間尋求一種平衡。我期望書中不僅能提供紮實的理論基礎，解釋溶劑和溶質的分子結構、理化性質以及它們在電化學體係中的作用機理，還能緊密結閤當前的工業應用和前沿研究。例如，書中是否會介紹當前主流鋰離子電池（如三元鋰、磷酸鐵鋰等）所使用的典型電解液體係，並分析其優缺點？是否會探討下一代電池技術（如固態電池、鈉離子電池）中溶劑和溶質的新發展方嚮？我希望這本書能像一座橋梁，連接起實驗室的理論研究與工廠的生産實踐，為相關領域的科研人員和工程師提供有價值的參考。