先進電池材料

本書內(nèi)容豐富，涵蓋了目前廣泛生產(chǎn)、銷售的傳統(tǒng)電池和近年來迅速發(fā)展起來的先進電池材料，以及高溫電池材料。書中將電池材料分為陰極材料、陽極材料、電解液、隔離膜等重要部分，并分別進行了全面總結既全面反映了當代電池材料的發(fā)展狀況，同時也體現(xiàn)了未來的發(fā)展趨勢?！”緯粌H適合從事電池生產(chǎn)的研究的工程技術人員以及材料等科學與工程領域的科技人員，也可供高年級大學生與研空究生閱讀參考。

第1章概述1

11鋅電池1

12鉛電池5

13堿性二次電池6

14鋰電池8

141鋰一次電池8

142鋰二次電池9

15其他新型電池11

參考文獻14

第2章化學電源的基本原理15

21化學電源及其基本單元15

22化學電源的分類17

23化學電源的特征和主要性能標準18

231原電池電動勢和終端電壓18

232半電池的超電勢和內(nèi)阻19

233可逆電池和可逆電極23

234濃差電池23

235電池的容量與比容量24

236電池的能量與比能量25

237電池的功率與比功率26

238極化曲線和充放電特性曲線26

239庫侖效率和能量效率28

2310自放電28

2311電池壽命29

24電極過程動力學簡介29

241電極反應的實質30

242平衡條件和交換電流31

243電流超電勢方程32

參考文獻34

第3章金屬負極材料35

31鋅35

311酸性(中性)一次電池用鋅電極36

312堿性一次電池用鋅電極36

313低成本堿性再生電池用鋅電極37

314堿性二次電池用鋅電極38

315鋅流體電池的鋅電極39

32鎂39

33鋁41

34鋰42

35鉛43

36鎘45

37鐵46

38鈉47

參考文獻48

第4章氧化錳電極材料52

41氧化錳的結構化學52

411隧道結構的氧化錳53

412層狀結構62

413氧化錳的還原形式69

42氧化錳的電化學72

421簡介72

422EMD的物理性質和化學組成73

423EMD的電化學性質78

參考文獻87

第5章鎳電極材料90

51簡介90

52鎳氫氧化物電極90

521鎳電極的發(fā)展90

522氧化鎳電極工作原理91

523添加劑對鎳電極性能的影響94

53鎳氫氧化物的固態(tài)化學98

531βNi（OH）298

532αNi（OH）2102

533βNiOOH103

534γNiOOH104

535鱗鎂鐵礦型氫氧化鎳104

54鎳電極材料的電化學行為105

541Ni（OH）2/NiOOH電對及熱力學105

542Ni（OH）2/NiOOH的反應實質106

543鎳的氧化態(tài)107

544氧的析出107

545氫的氧化108

55Ni（OH）2正極材料小結108

參考文獻109

第6章金屬氫化物電極112

61金屬氫化物的熱力學性質112

62金屬氫化物/鎳電池115

63貯氫金屬和合金的電化學性質116

631電極反應116

632M/MH反應中的熱力學和動力學117

64AB5電極120

641AB5氫化物的化學性能121

642溫度的影響123

643電極腐蝕與貯存容量123

644腐蝕與組成的關系124

65AB型、A2B型、AB/AB2型和AB2型合金129

66用于電池的合金的選擇131

67其他新型高容量貯氫電極合金134

671MgNi系非晶合金134

672V基固熔體型合金135

673鈦基電極合金138

674納米貯氫電極材料140

675碳材料在貯氫中的應用141

68合金的制備142

681電弧爐熔煉法142

682中頻感應爐熔煉法143

683快速冷凝氣流霧化法143

684其他制備方法144

69貯氫電極常用的表面改性方法145

691化學處理法145

692微包覆處理法146

693表面活性劑處理法146

610氫化物電極的研究方法146

6101電化學研究方法146

6102譜學研究方法147

參考文獻148

第7章鉛氧化物152

71簡介152

72鉛/氧化合物152

721 PbO152

722Pb3O4153

723PbO2153

724非化學計量的PbOx153

725堿式硫酸鹽154

726物理化學性質154

73鉛酸電池熱力學154

731水分解反應155

732鉛的氧化物156

74鉛酸電池電極反應157

741正極充放電反應機理157

742鉛負極的充放電機理161

75鉛酸電池中的PbO2活性材料161

751Planté板柵162

752涂膏式極板163

753管狀板柵165

76鉛酸電池添加劑165

761正極添加劑165

762電解液添加劑169

763負極添加劑170

77密封式免維護鉛酸蓄電池172

771VRLA簡介172

772VRLA電池的電化學系統(tǒng)174

773閥控系列175

774VRLA的新技術176

775將來的應用領域177

參考文獻178

第8章碳材料179

81簡介179

82碳材料的分類180

83碳材料的物理性能181

84碳材料的化學性能184

85碳材料的電化學行為185

851電位185

852電化學性質186

853導電基質186

854電化學氧化188

855電催化188

856嵌入作用190

86碳材料在貯氫方面的應用192

87電池的碳負極材料193

參考文獻195

第9章隔膜材料197

91簡介197

92隔膜的基本性能198

921孔隙率、孔的尺寸和孔的形狀198

922膜電阻199

93鉛酸蓄電池的隔膜200

931啟動型蓄電池隔膜201

932工業(yè)電池隔膜202

94堿性電池隔膜204

941鎳/鎘電池隔膜205

942鎳/金屬氫化物電池隔膜205

943鋅電極電池隔膜206

944堿性電池隔膜材料209

95鋰離子電池隔膜210

951多微孔隔膜材料211

952凝膠電解質隔膜213

953隔膜的特性表征214

954隔膜的數(shù)學模型216

參考文獻217

第10章鋰電池和鋰離子電池負極材料219

101簡介219

102金屬鋰負極材料220

1021金屬鋰箔片的表面220

1022鋰負極的電化學行為221

103鋰電池的安全性222

104鋰離子電池負極材料223

1041碳負極材料223

1042鋰在碳材料中的嵌入機理227

1043碳材料改性234

1044其他新型負極材料242

1045新型合金248

1046其他負極材料250

105結語251

參考文獻251

第11章鋰離子電池正極材料255

111簡介255

112鋰鈷氧化物257

113鋰鎳氧化物262

114鋰錳氧化物265

1141尖晶石型LixMn2O4266

1142層狀LiMnO2269

1143其他鋰錳氧化物271

115鋰釩氧化物272

1151V2O5272

1152V6O13273

1153Li1 xV3O8275

1154V2O5凝膠277

1155其他釩類化合物279

116金屬氧化物共混電極280

1161部分取代鎳共混電極280

1162部分取代錳共混電極284

117嵌鋰磷酸鹽正極材料288

118其他鋰離子正極材料289

參考文獻291

第12章鋰離子電池的電解液298

121簡介298

122有機溶劑299

1221有機溶劑的分類301

1222常用有機溶劑302

1223常用有機溶劑的制備304

123電解質306

1231無機陰離子鹽及其制備306

1232有機陰離子鹽及其制備311

124電解液312

1241電解液的電導率312

1242電解液的添加劑319

1243電解液對電極性能的影響323

參考文獻329

第13章聚合物電解質331

131簡介331

132離子運動模型332

1321VogelTammanFulcher（VTF）方程332

1322動態(tài)鍵滲透模型（DBPM）332

1323MeverNelded（MN）法則333

1324有效介質理論333

133聚合物電解質的表征方法333

1331電化學穩(wěn)定窗口333

1332離子電導率334

1333離子遷移數(shù)336

134聚合物電解質的分類337

1341固體聚合物電解質337

1342凝膠聚合物電解質339

135常用聚合物電解質341

1351聚氧化乙烯（PEO）系聚合物電解質342

1352聚丙烯腈（PAN）系聚合物電解質347

1353聚甲基丙烯酸酯（PMMA）349

1354聚偏氟乙烯（PVdF）系凝膠聚合物電解質350

1355其他類型聚合物電解質351

136聚合物電解質的制備353

1361固體聚合物電解質的制備353

1362凝膠聚合物電解質的制備353

137導電聚合物電解質的應用357

1371扣式鋰聚合物電池357

1372聚(1,1二氟乙烯)類凝膠電解質鋰電池359

參考文獻360

第14章高溫電池材料362

141簡介362

142ZEBRA電池材料363

1421ZEBRA電池363

1422ZEBRA的電池性能364

1423ZEBRA電池的內(nèi)阻367

1424ZEBRA電池組368

143鈉/硫電池材料369

1431Na/S體系369

1432Na/S電池370

1433Na/S電池組372

1434Na/S電池的耐蝕材料373

1435鋰鋁/硫化鐵電池374

144高溫電池的組件376

1441陶瓷電解質β″氧化鋁376

1442第二類電解質NaAlCl4及NaClAlCl3體系381

1443氯化鎳（NiCl2）及NiCl2NaCl體系384

1444Li離子導體385

1445熱絕緣材料387

1446電池材料的數(shù)據(jù)389

參考文獻390

附錄一392

附錄二402

附錄三417 2100433B

公司依托于中南大學冶金科學與工程學院劉業(yè)翔院士學術團隊和先進電池材料教育部工程研究中心，構建了一個研發(fā)范圍全面覆蓋鋰離子動力電池、超級電容器和超級電容電池的材料、器件和電源管理系統(tǒng)的企業(yè)技術研發(fā)中心。中南大學冶金科學與工程學院在鋰離子電池等新能源材料與器件研發(fā)領域處于國內(nèi)領先地位，先進電池材料教育部工程研究中心就落戶在該學院內(nèi)。公司成立以來，在鋰離子電池、超級電容器及超級電容電池的材料與器件方面申報了10多項國家發(fā)明專利。

2010年長豐集團的加盟是晶科發(fā)展史上的重要里程碑，豐源晶科將快速打造新能源汽車最核心也是最重要的產(chǎn)業(yè)——汽車用鋰離子動力電池。

“鋰離子電池及材料制備技術國家地方聯(lián)合工程實驗室” 依托已建“云南省先進電池及材料工程實驗室”、 “云南省先進電池材料重點實驗室”、“云南省高校應用電化學重點實驗室”、“云南省綠色化學材料創(chuàng)新團隊”和“昆明理工大學應用電化學重點實驗室”等平臺，于2016年10月批復成立。

實驗室已建成先進電池材料研發(fā)、先進電池研發(fā)、新工藝新裝備開發(fā)、廢舊電池回收利用及材料制造智能化、信息化研究等5個科研平臺；現(xiàn)有專任教師30人，其中教授15人，副教授10人，講師5人，擁有國務院政府特殊津貼專家、云嶺學者、云南省高校教學名師、云南省有突出貢獻的優(yōu)秀專業(yè)技術人才、云南省中青年學術和技術帶頭人、云南省引進海外高層次人才、云南省萬人計劃青年拔尖人才等各類高端人才20余人次。建成云南省孫世剛院士工作站、孫學良院士工作站、劉華昆院士工作站3個；與國家“高層次人才引進計劃”入選者趙金寶教授、廣東省燃料電池重點實驗室主任廖世軍教授合作建成云南省專家工作站2個；承擔國家留學基金委“新能源電池及有色金屬材料”、“新能源材料與器件”創(chuàng)新型國際化人才聯(lián)合培養(yǎng)項目2項，與美國加州大學圣地亞哥分校、澳大利亞臥龍崗大學、加拿大西安大略大學等10所國外知名高校開展了廣泛深入的國際合作教育。