固态锂电池凭借其高能量密度、高安全性等优势,成为下一代储能技术的竞争焦点。本书系统梳理了固态锂电池的基础理论、关键材料(正负极、电解质)、界面科学、制造工艺及前沿应用,旨在揭示其技术全貌与发展路径。
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目录
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前言
第1章 绪论 1
1.1 固态锂电池的概念及应用领域 3
1.1.1 固态锂电池基本概念 3
1.1.2 固态锂电池主要应用领域 6
1.2 固态锂电池的发展历程概况 7
1.2.1 早期-中期发展 7
1.2.2 固态电池技术突破与进展 9
参考文献 13
第2章 正极材料 15
2.1 氧化物正极材料 18
2.1.1 氧化物正极材料的重要性 18
2.1.2 钴酸锂正极材料 20
2.1.3 三元正极材料 31
2.1.4 富锂锰基正极材料 39
2.2 其他正极材料 46
2.2.1 磷酸铁锂正极材料 46
2.2.2 转换型正极材料 53
2.3 固态锂电池正极材料前景展望 55
参考文献 56
第3章 固态电解质材料 62
3.1 无机固态电解质材料 64
3.1.1 氧化物电解质材料 66
3.1.2 硫化物电解质材料 71
3.1.3 卤化物电解质材料 78
3.1.4 其他无机固态电解质材料 87
3.2 有机固态电解质材料 90
3.2.1 常见聚合物电解质材料 90
3.2.2 其他聚合物电解质材料 104
3.3 固态电解质材料总结与展望 106
参考文献 107
第4章 负极材料 114
4.1 金属锂负极材料 122
4.1.1 金属锂负极沉积与脱出特性 122
4.1.2 锂碳复合负极 129
4.1.3 锂合金负极 139
4.2 硅基及其他负极材料 147
4.2.1 硅基负极材料 147
4.2.2 其他负极材料 154
参考文献 155
第5章 固态电解质/电极界面 162
5.1 界面反应原理 162
5.1.1 固态电解质界面反应原理 163
5.1.2 聚合物界面反应原理 165
5.2 界面离子与电子传输特性 166
5.2.1 固态电解质/电极界面的离子与电子传输特性 166
5.2.2 固态电解质/电极界面相的离子与电子传输特性 172
5.2.3 有机固态电解质界面相的离子与电子传输特性 173
5.2.4 无机全固态电解质界面相的离子与电子传输特性 175
5.3 界面研究方法 176
5.3.1 形貌结构研究方法 177
5.3.2 化学组分研究方法 182
5.3.3 电化学研究方法 185
5.4 界面改性和界面调控策略 189
5.4.1 非原位界面改性和设计 190
5.4.2 原位界面改性和设计 195
参考文献 201
第6章 固态电池制造技术 208
6.1 电解质成膜技术 209
6.1.1 聚合物固态电解质成膜工艺 209
6.1.2 硫化物固态电解质成膜工艺 213
6.1.3 氧化物固态电解质成膜工艺 216
6.2 电极制备技术 218
6.2.1 干法制备技术 218
6.2.2 湿法制备技术 219
6.2.3 金属锂复合负极的制备 225
6.2.4 硅碳负极的制备 226
6.2.5 石墨负极的制备 226
6.3 固态电池组装技术 227
6.3.1 硫化物固态电池 227
6.3.2 聚合物固态电池 229
6.3.3 氧化物固态电池 230
6.4 固态电池失效分析技术 232
6.4.1 热失效分析技术 234
6.4.2 短路失效分析技术 238
6.4.3 化学与电化学失效分析技术 240
6.4.4 机械失效分析技术 245
参考文献 251
第7章 前沿研究和应用展望 255
7.1 概述 255
7.1.1 正极 255
7.1.2 负极 256
7.1.3 电解质 257
7.1.4 电解质/电极界面 258
7.2 未来发展趋势 258