本书系统介绍了无机功能材料（尤其是新能源材料）的合成与制备方法，共分为9章。第1章概述新能源材料的分类、应用及发展前景；第2章重点讨论锂离子电池关键材料（正极、负极、电解质）的设计与合成策略；第3~9章详细解析六大核心制备技术——固相反应法、溶胶-凝胶法、水热与溶剂热法、电解合成、气相沉积及其他新兴方法（如微波烧结、放电等离子体烧结等），涵盖基本原理、工艺流程、工艺影响因素以及典型材料案例，并对材料未来发展技术做了总结。
样章试读
目录
- 目录
前言
第1章 新能源材料概述 1
1.1 新能源技术的发展历史 1
1.2 新能源材料的分类 11
1.2.1 太阳能电池关键材料 11
1.2.2 燃料电池关键材料 13
1.2.3 储氢材料 15
1.2.4 锂离子电池材料 16
1.2.5 其他新能源材料 18
1.3 新能源材料合成与制备技术概述 21
1.3.1 新能源材料合成与制备技术中的基本问题 21
1.3.2 新能源材料合成与制备技术的主要方法 22
1.3.3 新能源材料合成与制备技术的前沿课题 24
思考题 25
参考文献 25
第2章 锂离子电池关键材料 27
2.1 引言 27
2.1.1 锂离子电池的发展历史 27
2.1.2 中国锂离子电池产业现状 28
2.1.3 锂离子电池市场未来的发展形势 28
2.2 锂离子电池组成与结构、基本原理、特点 29
2.2.1 锂离子电池的结构组成 29
2.2.2 锂离子电池的工作原理 30
2.2.3 锂离子电池的表征参数 31
2.2.4 锂离子电池的特点 32
2.3 锂离子电池的类型及生产工艺 33
2.3.1 锂离子电池的类型 33
2.3.2 锂离子电池的生产工艺 36
2.4 正极材料概述 38
2.4.1 LiCoO2正极 39
2.4.2 尖晶石LiMn2O4正极 41
2.4.3 层状三元正极 43
2.4.4 LiFePO4正极 46
2.4.5 无钴正极材料 48
2.5 负极材料概述 48
2.5.1 嵌入－脱嵌型负极 49
2.5.2 合金化负极 52
2.5.3 转化型负极 53
2.6 锂离子电池电解质 54
2.6.1 电解质对电池性能的影响 54
2.6.2 电解质的分类 55
2.7 锂离子电池隔膜 60
2.7.1 隔膜的要求 60
2.7.2 隔膜的种类 61
2.7.3 隔膜性能的测试 61
2.7.4 隔膜的制造技术 62
2.8 锂离子电池导电剂及其他材料 63
2.8.1 导电剂 63
2.8.2 其他材料 64
思考题 66
参考文献 66
第3章 固相反应法 69
3.1 固相反应概述 69
3.1.1 固相反应的分类 69
3.1.2 固相反应的特点 69
3.2 固相反应的机理 71
3.2.1 固相反应的驱动力 71
3.2.2 相界面上化学反应机理 72
3.2.3 相界面上反应与离子扩散的关系 73
3.2.4 不同固相反应的基本历程 74
3.3 固相反应动力学 77
3.3.1 固相反应动力学关系 77
3.3.2 影响固相反应的因素 81
3.4 固相反应的工艺流程 84
3.5 固相反应法在新能源材料合成中的应用 86
3.5.1 固相反应法在新型二次电池材料合成中的应用 86
3.5.2 固相反应法在固体氧化物燃料电池材料合成中的应用 91
3.5.3 固相反应法在氢能及催化材料合成中的应用 92
思考题 94
参考文献 95
第4章 溶胶－凝胶法 98
4.1 新能源材料溶胶－凝胶法概述 98
4.1.1 溶胶－凝胶法技术的发展历程 98
4.1.2 溶胶－凝胶法的基本概念 99
4.1.3 溶胶－凝胶法的特点 101
4.2 溶胶－凝胶的物理化学特性 103
4.2.1 溶胶的运动性质 103
4.2.2 溶胶的光学性质 106
4.2.3 溶胶的电学性质 108
4.2.4 溶胶的稳定性 114
4.2.5 溶胶的触变性 118
4.3 溶胶－凝胶法的分类及其反应机理 119
4.3.1 金属盐的水解 119
4.3.2 金属醇盐的水解 120
4.3.3 络合物法 121
4.4 溶胶－凝胶法的工艺过程 122
4.5 溶胶－凝胶法在新能源材料合成中的应用 124
4.5.1 溶胶－凝胶法在新型二次电池材料合成中的应用 124
4.5.2 溶胶－凝胶法在太阳能电池材料合成中的应用 127
4.5.3 溶胶－凝胶法在燃料电池材料合成中的应用 128
思考题 129
参考文献 129
第5章 水热与溶剂热法 131
5.1 水热与溶剂热法概述 131
5.2 水热与溶剂热法合成原理及特点 132
5.2.1 水热与溶剂热法合成原理 132
5.2.2 水热与溶剂热法特点 133
5.2.3 水热反应介质的性质 134
5.2.4 水热/溶剂热体系的成核与晶体生长 135
5.3 水热与溶剂热合成工艺 136
5.3.1 水热与溶剂热合成的生产设备 136
5.3.2 水热与溶剂热反应的基本类型 137
5.3.3 水热与溶剂热合成的一般工艺 138
5.3.4 水热与溶剂热合成反应影响因素 138
5.4 水热与溶剂热法在新能源材料合成中的应用 141
5.4.1 水热与溶剂热法在LiFePO4正极材料制备中的应用 141
5.4.2 水热与溶剂热法在Li4Ti5O12负极材料制备中的应用 149
5.4.3 水热与溶剂热法在太阳能电池用TIO2材料制备中的应用 153
思考题 156
参考文献 156
第6章 电解合成 159
6.1 电解合成概述 159
6.2 电解合成原理 161
6.2.1 电解合成理论基础 161
6.2.2 电解合成常用概念 162
6.2.3 电解合成基本原理 164
6.3 电解合成工艺 167
6.3.1 电解合成设备 167
6.3.2 电解合成工艺过程 171
6.4 电解合成类型 173
6.4.1 金属在水溶液中的电沉积 173
6.4.2 含最高价和特殊高价元素化合物的电氧化合成 173
6.4.3 含中间价态和特殊低价元素化合物的电还原合成 174
6.5 熔盐电解与熔盐技术 175
6.5.1 熔盐电解概述 175
6.5.2 熔盐电解技术 176
6.5.3 熔盐电解在无机合成中的应用 177
6.5.4 熔盐电解技术在能源中的应用 179
6.6 电化学聚合/原位聚合 181
6.6.1 电化学聚合概述 181
6.6.2 电化学聚合反应的类型及机理 181
6.6.3 电化学聚合反应影响因素 183
6.6.4 导电聚合物的基本性质及其应用 184
6.6.5 原位聚合 187
思考题 190
新能源材料合成与制备
参考文献 190
第7章 气相沉积 192
7.1 气相沉积概述 192
7.2 化学气相沉积 193
7.2.1 原理介绍———化学反应 193
7.2.2 高温和低温CVD装置 195
7.2.3 原理介绍———热力学与动力学 196
7.3 化学气相沉积的分类与特点 203
7.3.1 热分解沉积 204
7.3.2 氧化还原反应沉积 205
7.3.3 化学运输反应沉积 205
7.3.4 其他合成反应沉积 205
7.4 化学气相沉积在新能源中的应用 206
7.4.1 CVD技术在锂离子电池负极材料中的应用 206
7.4.2 CVD技术在锂离子电池正极材料中的应用 211
7.5 物理气相沉积 212
7.5.1 真空蒸镀 213
7.5.2 脉冲激光沉积 217
7.5.3 溅射 219
7.5.4 离子镀 221
7.5.5 物理气相沉积在新能源材料制备中的应用 224
思考题 226
参考文献 226
第8章 静电纺丝 229
8.1 静电纺丝概述 229
8.2 静电纺丝/静电喷雾发展历史 230
8.2.1 静电纺丝技术 230
8.2.2 静电喷雾沉积技术 231
8.3 静电纺丝/静电喷雾沉积原理与装置 232
8.3.1 静电纺丝/静电喷雾沉积原理 232
8.3.2 静电纺丝/静电喷雾沉积装置 234
8.4 静电纺丝/静电喷雾沉积影响因素与过程控制 238
8.4.1 静电纺丝/静电喷雾沉积影响因素 238
8.4.2 静电纺丝纤维的形态控制 240
8.5 静电纺丝/静电喷雾沉积在新能源材料中的应用 243
思考题 246
参考文献 246
第9章 其他合成方法 250
9.1 引言 250
9.2 放电等离子体烧结 250
9.2.1 ＳＰＳ 的烧结机理 251
9.2.2 烧结特点 251
9.2.3 烧结温度 252
9.2.4 烧结压力 252
9.2.5 脉冲电流 253
9.2.6 保温时间 253
9.2.7 SPS技术发展趋势 254
9.3 微波烧结 255
9.3.1 微波烧结原理 255
9.3.2 微波烧结设备特点 257
9.3.3 微波烧结过程中的主要工艺参数 258
9.4 闪烧 259
9.4.1 闪烧技术 260
9.4.2 闪烧技术的发展 261
9.5 超快高温烧结技术 262
9.6 共沉淀 263
9.6.1 产生共沉淀的原因 264
9.6.2 共沉淀法的应用 264
9.7 其他合成方法在新能源材料中的应用 264
参考文献 265
京公网安备 11010102004214号