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第1章 锂离子电池发展历程 1

1.1锂原电池的发展 2

1.2锂二次电池的发展 3

1.3锂聚合物电池的发展 7

参考文献 9

第2章 LiCoO2化合物 10

2.1引言 10

2.1.1 LiCoO2的热稳定性 11

2.1.2 LiCoO2的结构稳定性 12

2.2 LiCoO2表面包覆ZrO2 12

2.3 LiCoO2电池的能量密度 18

2.4超薄原子层沉积 20

2.5 LiCoO2电池安全性能分析 24

2.5.1正极材料 25

2.5.2负极材料 25

2.5.3隔离膜 25

2.5.4电解液 26

参考文献 31

第3章 LiMn2O4化合物 33

3.1尖晶石型LiMn2 O4的结构 33

3.2尖晶石型LiMn2 O4的性能 35

3.3 Jahn-Teller效应 37

3.4尖晶石型LiMn2 O4的改性 38

3.4.1掺杂 38

3.4.2表面包覆 40

3.5尖晶石型LiMn2O4的制备方法 41

3.5.1固相反应法 41

3.5.2液相合成法 43

3.6单晶LiMn2 O4纳米线的制备和性能 45

3.7尖晶石型LiMn2 O4结构中的缺陷及纳米效应 49

3.8 LiMn2 O4晶格的两种不稳定性 53

3.9固相法制备LiMn2 O4的化学反应 55

参考文献 55

第4章 层状LiMnO2和Li （NiCoMn）1/3 O2材料及其衍生物 58

4.1 LiMnO2的结构 58

4.2掺杂元素的作用 65

4.3掺Cr的化合物LiMn1-xCrx O2 70

4.4三元材料LiNi1/3 Co1 /3 Mn1/3 O2 75

4.5 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料第一次充电循环的特征 78

4.6三元材料LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2的制备方法 84

4.6.1共沉淀法 84

4.6.2固相反应法及其他方法 85

参考文献 85

第5章 磷酸铁锂LiFePO4及其衍生物 87

5.1概述 87

5.2 LiFePO4的充放电机理 88

5.3提高电化学性能的方法 89

5.3.1通过在LiFePO4颗粒的表面包覆导电碳制备LiFePO4 /C复合材料来提高材料的导电性 89

5.3.2通过掺杂高价金属离子合成缺陷半导体来改善材料的导电性 90

5.3.3细化材料的晶粒尺寸，改善材料的电化学性能 91

5.4 LiFePO4的制备方法 93

5.4.1固相合成 93

5.4.2碳热还原法 93

5.4.3水热反应法和溶胶-凝胶法 94

5.5 LiFePO4及其衍生物的合成与性能 95

5.5.1 LiFePO4的固相法合成 95

5.5.2 Li （Mn0.35 Co0.2 Fe0.45） PO4 /C的制备和性能 100

5.5.3 LiFePO4的溶液法制备 104

5.5.4从α ，β-LiVOPO4向α-Li3 V2 （PO4） 3的结构转变 109

5.6 LiMnPO4正极材料 115

5.6.1纳米LiMnPO4的制备和性能 116

5.6.2纳米线LiFe1-yMnyPO4 /C的制备和性能 122

参考文献 126

第6章 富锂锰基正极材料 128

6.1富锂锰基正极材料的结构和充放电机制 129

6.2富锂锰基材料x Li2 MnO3·（1—x）Li（NiCoMn）1/3O2的制备和性能 134

6.3层状材料Li [Ni0.2 Li0.2 Mn0.6] O2的失氧和结构重组机理 142

6.4富锂锰基材料的酸处理效果 147

6.5其他类型的富锂锰基材料 149

参考文献 154

第7章 尖晶石型Li4 Ti5 O12材料 155

7.1概述 155

7.2尖晶石型Li4 Ti5 O12的结构及电化学反应机理 155

7.3尖晶石型Li4 Ti5 O12的制备方法及其特点 157

7.4尖晶石型Li4 Ti5 O12存在的问题及研究进展 158

7.5尖晶石型Li4 Ti5 O12的高温固相法制备 159

7.5.1反应温度 160

7.5.2反应时间 161

7.5.3 Li4 Ti5 O12样品的倍率性能 162

7.5.4 Li4 Ti5 O 12样品的循环伏安曲线 163

7.5.5 Li4 Ti5 O12的氧缺陷 164

7.6水热法制备双相Li4 Ti5 O12-TiO2纳米晶材料 168

7.7全电池LiNi04 Mn1.5 Cr0.1O4 /Li4 Ti5 O12的组装与测试 172

7.8 Li4 Ti5 O12的其他制备方法 175

7.8.1微乳液法 175

7.8.2溶液燃烧法 178

7.9 Li4 Ti5 O12中掺Na提高性能 183

参考文献 186

第8章 5V尖晶石型正极材料LiNi0.5 Mn1.5 O4 188

8.1尖晶石型LiNi0.5 Mn1.5 O4的晶体结构 188

8.2尖晶石型LiNi0.5 Mn1.5 O4的制备和性能 192

8.2.1尖晶石型LiNi0.5 Mn1.5 O4的固相合成法制备 192

8.2.2尖晶石型LiNi0.5 Mn1.5 O4的碳酸盐沉淀法制备 195

8.2.3尖晶石型LiNi0.5 Mn1.5 O4的溶胶-凝胶法制备 198

8.3尖晶石型LiNi0.5 Mn1.5 O4的氧缺陷 202

8.4尖晶石型LiNi0.5 Mn1.5 O4的高温性能 206

8.5尖晶石型LiNi00.5 Mn1.5 O4的掺杂 208

8.5.1尖晶石型LiNi0.5 Mn1.5 O4中掺杂Fe的作用机理 208

8.5.2掺Cr、 Ti和Mg的作用 213

8.6尖晶石型LiNi0.5 Mn1.5 O4材料的电解液问题 216

参考文献 218

第9章 锂离子电池负极材料 220

9.1碳负极材料 220

9.1.1石墨 220

9.1.2硬碳 227

9.1.3软碳 228

9.1.4碳纳米管 229

9.1.5石墨烯 230

9.2锂合金负极材料 233

9.2.1 Li-Sn合金 235

9.2.2 Zn2 SnO4材料 241

9.2.3 Li-Si材料 251

9.3磷负极材料 255

9.4过渡金属氧化物负极材料 258

参考文献 260

第10章 柔性电极材料和先进纳米电极材料 262

10.1柔性电极材料 262

10.1.1具有超级功率和超长循环寿命的柔性TiO2基电极 262

10.1.2碳纳米管（CNT）柔性电池 267

10.2先进的纳米电极材料 271

10.2.1介孔空心Li4 Ti5 O12球的制备和性能 272

10.2.2 SnO2纳米箱的制备及性能 275

10.2.3一维纳米金属氧化物薄片的制备和性能 278

10.2.4介孔分层结构Ni0.3 Co27O4的制备和性能 284

参考文献 291

第11章 钠离子电池材料 292

11.1钠离子电池工作原理 292

11.2正极材料 293

11.2.1普鲁士蓝材料 293

11.2.2氧化物材料 295

11.2.3聚阴离子化合物材料 307

11.3钠离子电池的负极材料 307

11.3.1碳基负极材料 307

11.3.2氧化物负极材料 309

11.3.3金属和合金材料 312

11.3.4非金属单质 313

参考文献 314

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