锂电池科学与技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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店铺： 旷氏文豪图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122311078

商品编码：27279999791

开本：16开

页数：415

内容简介：

本书总结了锂电池基础理论、关键材料、电池技术的研究成果，特别是对各种锂电池正负极材料、电池工艺进行了详尽介绍。全书共分为15章，涉及能量储存和转化的基本要素、锂电池、嵌入原理、刚性能带理论模型应用于锂嵌入化合物的可靠性、二维正极材料、单元素离子的三维框架正极材料、聚阴离子正极材料、氟代聚阴离子化合物、无序化合物、锂离子电池负极、锂电池电解质与隔膜、储能纳米技术、试验技术、锂离子电池安全性、锂离子电池技术等内容。 

本书具有全面、具体、新颖、实用的特点，可以作为我国从事锂电池研究、生产、应用的各类科技与专业人员的一部**价值的参考书，也可以作为各类高校、研究院所从事电化学及材料学相关专业师生的有益参考书。

目录：

1章能量储存和转化的基本要素 
1.1能量储存能力/001 
1.2不间断能量供应/002 
1.3纳米储能/003 
1.4储能/004 
1.5电化学电池简要历史/006 
1.5.1重要里程碑/006 
1.5.2电池设计/007 
1.6电池的重要参数/008 
1.6.1基本参数/008 
1.6.2循环寿命与日历寿命/011 
1.6.3能量、容量和功率/012 
1.7电化学系统/013 
1.7.1电池组/013 
1.7.2电致变色与智能窗/014 
1.7.3**电容器/015 
1.8总结与评论/016 
参考文献/016 

第2章锂电池 
2.1引言/019 
2.2发展历史概述/020 
2.3一次锂电池/022 
2.3.1高温锂电池/022 
2.3.2固态电解质锂电池/023 
2.3.3液态正极锂电池/025 
2.3.4固态正极锂电池/025 
2.4二次锂电池/029 
2.4.1锂-金属电池/029 
2.4.2锂离子电池/031 
2.4.3锂聚合物电池/035 
2.4.4锂-硫电池/036 
2.5锂电池经济/037 
2.6电池模型/038 
参考文献/039 

第3章嵌入原理 
3.1引言/045 
3.2嵌入机理/046 
3.3吉布斯相律/047 
3.4典型嵌入反应/049 
3.4.1**的化学计量比化合物：Ⅰ类电极材料/049 
3.4.2准两相系统：Ⅱ类电极/051 
3.4.3两相系统：Ⅲ型电极/051 
3.4.4邻域：Ⅳ型电极/052 
3.5插层化合物/052 
3.5.1合成插层化合物/052 
3.5.2碱金属插层化合物/053 
3.6插层化合物的电子能量/054 
3.7插层化合物高电压的产生原理/055 
3.8锂离子电池正极材料/056 
3.9相转化反应/058 
3.10合金化反应/058 
参考文献/059 

第4章刚性能带理论模型应用于锂嵌入化合物的可靠性 
4.1引言/062 
4.2费米能级的演变/062 
4.3TMDs的电子结构/064 
4.4锂嵌入TiS2材料/066 
4.5锂嵌入TaS2材料/068 
4.6锂嵌入2H-MoS2材料/069 
4.7锂嵌入WS2材料/071 
4.8锂嵌入InSe材料/072 
4.9过渡金属化合物的电化学性质/074 
4.10总结与评论/075 
参考文献/075 

第5章二维正极材料 
5.1引言/077 
5.2二元层状氧化物/077 
5.2.1MoO3/077 
5.2.2V2O5/080 
5.2.3LiV3O8/082 
5.3三元层状氧化物/083 
5.3.1LiCoO2(LCO)/084 
5.3.2LiNiO2(LNO)/086 
5.3.3LiNi1-yCoyO2(NCO)/087 
5.3.4掺杂的LiCoO2(d-LCO)/089 
5.3.5LiNi1-y-zCoyAlzO2(NCA)/091 
5.3.6LiNi0.5Mn0.5O2(NMO)/092 
5.3.7LiNi1-y-zMnyCozO2(NMC)/092 
5.3.8Li2MnO3/095 
5.3.9富锂层状化合物(LNMC)/097 
5.3.10其他层状化合物/099 
5.4总结与评论/099 
参考文献/100 

第6章单元素离子的三维框架正极材料 
6.1引言/110 
6.2二氧化锰/111 
6.2.1MnO2/112 
6.2.2锰基复合材料/112 
6.2.3MnO2纳米棒/113 
6.2.4水钠锰矿/115 
6.3锂化二氧化锰/116 
6.3.1Li0.33MnO2/116 
6.3.2Li0.44MnO2/117 
6.3.3LiMnO2/118 
6.3.4LixNa0.5-xMnO2/119 
6.4尖晶石锂锰氧化物/119 
6.4.1LiMn2O4(LMO)/119 
6.4.2锰酸锂表面修饰/123 
6.4.3缺陷尖晶石/124 
6.4.4锂掺杂尖晶石/124 
6.55V尖晶石/126 
6.6钒氧化物/128 
6.6.1V6O13/128 
6.6.2LiVO2/129 
6.6.3VO2(B)/130 
6.7总结与评论/130 
参考文献/131 

第7章聚阴离子正极材料 
7.1引言/138 
7.2合成路线/140 
7.2.1固相法/140 
7.2.2溶胶-凝胶法/141 
7.2.3水热法/141 
7.2.4共沉淀法/141 
7.2.5微波合成/141 
7.2.6多元醇与溶剂热过程/142 
7.2.7微乳液/142 
7.2.8喷雾技术/142 
7.2.9模板法/142 
7.2.10机械活化/143 
7.3晶体化学/144 
7.3.1橄榄石磷酸盐的结构/144 
7.3.2诱导效应/146 
7.4优化的LiFePO4粒子的结构与形貌/147 
7.4.1磷酸铁锂的XRD谱/147 
7.4.2优化的磷酸铁锂的形貌/148 
7.4.3局域结构与晶格动力学/148 
7.5磁性和电子特性/150 

... ...

《纳米材料在生物医学领域的创新应用》 一、 引言 21世纪的生物医学研究正以前所未有的速度向前发展，对新材料的探索和应用成为推动其进步的核心驱动力之一。在众多新兴材料中，纳米材料以其独特的物理、化学和生物学特性，在疾病的诊断、治疗、组织工程以及药物递送等方面展现出巨大的潜力，正在深刻地改变着我们对生命科学的理解和干预方式。本书旨在深入探讨纳米材料在生物医学领域的多样化应用，聚焦于最新的研究进展、关键技术挑战以及未来的发展趋势，为相关领域的研究人员、工程师、临床医生以及对纳米医学感兴趣的读者提供一本全面而深入的参考。 二、 纳米材料的分类与特性 在深入探讨其应用之前，理解不同类型的纳米材料及其独特性质至关重要。本书将首先对生物医学领域常见的纳米材料进行系统性的分类，包括： 无机纳米材料： 如金属纳米颗粒（金、银、铂等）、氧化物纳米颗粒（二氧化钛、氧化铁等）、量子点（如CdSe、CdS）以及碳基纳米材料（碳纳米管、石墨烯、富勒烯）。我们将重点阐述这些材料在光学、电学、磁学以及催化方面的特性，以及它们如何被设计和修饰以实现生物相容性、靶向性和可控释放。例如，金纳米颗粒因其表面等离子体共振效应，在光学成像和光热治疗中扮演着重要角色；氧化铁纳米颗粒则因其磁响应性，常用于磁共振成像（MRI）造影剂和磁感应热疗。 有机纳米材料： 包括聚合物纳米颗粒（如PLA、PLGA、PEG）、脂质体、胶束、树枝状大分子以及蛋白质纳米颗粒。我们将详细介绍这些材料在药物载体、基因递送和生物成像中的优势，如良好的生物降解性、低毒性以及易于表面功能化的特点。脂质体和聚合物纳米颗粒是当前药物递送系统中应用最广泛的纳米载体，它们能够有效包裹疏水性或亲水性药物，提高药物的稳定性和生物利用度，并降低全身毒性。 生物纳米材料： 如DNA纳米结构、蛋白质纳米结构、多糖纳米颗粒等。这些材料源于生物分子，具有优异的生物相容性和可设计性，可以用于构建复杂的生物功能器件和模拟生物过程。DNA折纸术等新兴技术能够精确组装DNA分子，形成具有特定形状和功能的纳米结构，为设计新型生物传感器和纳米机器人提供了可能。 除了分类，本书还将深入分析纳米材料的尺寸效应、表面效应以及形状效应对其生物学行为的影响。微小的尺寸赋予纳米材料独特的量子效应和更高的表面积/体积比，这极大地增强了它们与生物分子的相互作用能力，并影响了它们的体内分布、细胞摄取和清除动力学。 三、 纳米材料在生物医学成像中的应用 精确的疾病诊断是有效治疗的前提。纳米材料以其优异的光学、磁学和荧光性质，为开发新一代高分辨率、高灵敏度的生物医学成像技术提供了强大的工具。 光学成像： 量子点因其高荧光量子产率、窄发射光谱和优异的光稳定性，已成为荧光标记和活体成像的理想选择。它们能够用于细胞标记、DNA探针、以及肿瘤成像。金属纳米颗粒，特别是金纳米颗粒，通过表面等离子体共振效应，可以被动员用于增强X射线计算机断层扫描（CT）造影剂，或者作为光声成像（PAI）的造影剂，实现深层组织的无创成像。 磁共振成像（MRI）： 超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIONs）是目前最常用的MRI造影剂之一。它们能够显著缩短T2弛豫时间，从而增强图像对比度，用于肝脏、淋巴结以及肿瘤的成像。我们还将探讨如何通过表面修饰，将SPIONs靶向到特定的病灶，提高成像的特异性。 其他成像模式： 书中还将简要介绍纳米材料在荧光成像、正电子发射断层扫描（PET）以及单光子发射计算机断层扫描（SPECT）等成像技术中的应用，以及多模态纳米探针的设计策略，以实现信息互补，提高诊断的准确性。 四、 纳米材料在药物递送系统中的应用 药物递送是纳米医学最核心的应用领域之一。传统的药物治疗常常面临药物稳定性差、生物利用度低、靶向性不足以及毒副作用大等问题。纳米材料作为载体，能够有效解决这些挑战，实现精准、高效、安全的药物递送。 靶向药物递送： 通过在纳米载体表面偶联特异性识别癌细胞表面标志物的抗体、多肽或适配体，可以实现对肿瘤细胞的精准靶向。这不仅能够提高药物在肿瘤部位的浓度，还可以显著降低药物对正常组织的毒性。本书将深入探讨各种靶向策略，包括主动靶向和被动靶向（EPR效应），以及它们的优缺点。 可控释放： 纳米载体可以被设计成在特定的生理环境下（如pH、酶、温度等）触发药物释放，实现按需给药。例如，pH响应性聚合物纳米粒可以在肿瘤酸性微环境中崩解，释放药物；而温度响应性水凝胶则可以在局部升温时释放药物，适用于癌症热疗与化疗的联合治疗。 基因递送： 纳米材料在递送核酸药物（如siRNA、shRNA、miRNA、DNA）方面具有巨大潜力，能够克服核酸药物易被降解、细胞膜通透性差等限制。阳离子聚合物纳米粒、脂质体和病毒载体是常用的基因递送载体，我们将讨论它们在基因沉默、基因治疗以及疫苗开发中的最新进展。 多功能纳米载体： 随着技术的发展，集成了成像、治疗和传感功能的“多功能一体化”纳米载体正成为研究热点。这些载体可以同时实现疾病的早期诊断、药物的精准递送和治疗效果的实时监测，为个体化医疗提供了新的可能性。 五、 纳米材料在组织工程与再生医学中的应用 组织工程和再生医学致力于修复或替换受损的组织和器官，而纳米材料在其中扮演着关键角色，能够为细胞提供适宜的生长微环境，引导细胞行为，促进组织再生。 纳米支架： 纳米材料可以构建出具有三维结构、高孔隙率和优异力学性能的纳米支架，模拟天然细胞外基质（ECM），为细胞提供附着、增殖和分化的三维生长平台。例如，纳米纤维素、聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）纳米纤维以及水凝胶纳米颗粒都被用于构建各种组织的再生支架。 生物活性因子递送： 纳米材料可以封装生长因子、细胞因子等生物活性分子，并将其定向递送到组织工程区域，促进细胞的迁移、增殖和分化，加速组织修复。 干细胞调控： 纳米材料可以通过调控细胞与基质的相互作用，影响干细胞的命运决定，如诱导其向特定谱系分化。例如，特定的纳米表面形貌可以影响干细胞的贴附和信号传导，从而调控其向骨细胞、神经元等细胞类型的分化。 六、 纳米材料在抗菌与抗病毒领域的应用 随着抗生素耐药性问题的日益严峻，开发新型抗菌和抗病毒策略迫在眉睫。纳米材料以其独特的抗菌机制和广谱的杀菌能力，为应对这一挑战提供了新的途径。 金属纳米颗粒的抗菌作用： 银纳米颗粒（AgNPs）因其优异的广谱抗菌活性而备受关注，它们可以通过损伤细胞膜、干扰酶活性以及产生活性氧（ROS）等多种机制杀灭细菌。此外，铜纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒等也表现出显著的抗菌效果。 纳米材料的抗病毒作用： 部分纳米材料，如某些金属氧化物纳米颗粒和表面改性的聚合物纳米粒，已被证明对多种病毒具有抑制和灭活作用，可能通过干扰病毒吸附、穿透或复制等环节实现。 纳米抗菌涂层与敷料： 将纳米材料集成到医用器械表面、伤口敷料和植入物中，可以有效防止细菌感染，加速伤口愈合。 七、 纳米材料在生物传感与诊断中的应用 高灵敏度、高特异性的生物传感器是早期疾病检测和生物标志物监测的关键。纳米材料的独特光、电、磁性质使其成为构建高性能生物传感器的理想选择。 表面增强拉曼散射（SERS）传感器： 金、银等金属纳米颗粒具有显著的SERS效应，能够极大地增强目标分子的拉曼信号，实现对低浓度生物标志物的超灵敏检测。 电化学生物传感器： 纳米材料（如碳纳米管、石墨烯、金属纳米颗粒）因其高电导率和大的比表面积，能够有效提高电化学生物传感器的灵敏度和响应速度，用于检测葡萄糖、DNA、蛋白质等。 荧光生物传感器： 量子点和纳米金颗粒等荧光纳米材料可以用于构建高灵敏度的荧光生物传感器，实现对特定生物标志物的荧光检测。 八、 挑战与未来展望 尽管纳米材料在生物医学领域展现出巨大的潜力，但其广泛应用仍面临诸多挑战。本书将深入探讨以下关键问题： 生物相容性与安全性评估： 纳米材料的长期毒性、免疫原性以及在体内的累积效应仍需深入研究，建立完善的安全性评估体系至关重要。 规模化生产与成本控制： 如何实现高品质、低成本的纳米材料规模化生产，以满足临床应用的需求，是一个重要的经济和技术挑战。 监管审批与临床转化： 纳米医药产品的监管审批流程复杂，如何加速其临床转化，使更多患者受益，需要政府、企业和科研机构的共同努力。 展望未来，纳米医学将朝着更加智能、精准、个体化的方向发展。多功能一体化纳米系统、基于人工智能的纳米材料设计、以及微纳机器人等前沿技术将为生物医学领域带来革命性的突破。本书的最终目标是激发读者对纳米材料在生物医学领域创新应用的兴趣，为推动这一激动人心的学科发展贡献一份力量。 结论 《纳米材料在生物医学领域的创新应用》不仅梳理了当前的研究现状，更指出了未来发展的方向。本书通过对纳米材料特性、作用机制及其在疾病诊断、治疗、组织修复等多个方面的深入剖析，旨在为生物医学研究人员、工程师和临床医生提供一个全面、系统的知识框架，并鼓励跨学科合作，共同迎接纳米医学带来的美好未来。

评分☆☆☆☆☆

《锂电池科学与技术》这本书，为我打开了一个全新的视角，让我能更深刻地理解我们身边的科技是如何运作的。我一直觉得，很多高科技产品之所以能普及，离不开背后基础科学的支撑。这本书恰恰展现了这一点。在阅读过程中，我被书中对材料科学、电化学、热力学等多个学科的交叉融合所深深吸引。书中关于材料制备、性能表征的章节，虽然有些术语对我来说是陌生的，但作者通过清晰的图表和数据分析，让我大致了解了科研人员是如何一步步优化电池材料的。 尤其是在探讨电池老化和失效机理时，我感触颇深。书中列举了诸如SEI膜（固体电解质界面膜）的生长、电解液分解、正负极材料结构变化等多种导致电池性能衰减的因素。这让我意识到，即便是如此强大的能量储存装置，也会有其生命周期，而且其衰减过程是如此的复杂和精细。理解这些失效机理，对于延长电池寿命、提高电池可靠性至关重要，也让我更加珍惜现有的电池技术。

评分☆☆☆☆☆

作为一名非专业人士，我一直以为电池就是“充电、放电”这么简单，直到读了《锂电池科学与技术》，才发现事情远比我想象的要复杂和有趣得多。书中对电池管理系统（BMS）的介绍，让我对电动汽车和智能手机的续航和安全有了更深的认识。BMS就像电池的“大脑”，它实时监测电池的电压、电流、温度等信息，并根据这些数据做出判断，控制充放电过程，防止过充、过放，平衡电池组的性能。 书中还提到了很多电池生产和制造中的工艺细节，比如电极浆料的制备、涂布、辊压、电芯的封装等等。这些看似简单的步骤，背后都凝聚着精密的工业设计和严格的质量控制。我常常在想，一个小小的电池，要经过这么多道工序才能最终呈现在我们面前，这背后需要多少工程师的智慧和汗水。这本书让我对“制造”这个词有了全新的理解，它不仅仅是简单的组装，更是科学原理在实际生产中的完美体现。

评分☆☆☆☆☆

《锂电池科学与技术》这本书，让我对电池的安全性有了全新的认识。以前只知道电池可能会爆炸，但具体是什么原因，又该如何避免，我是一无所知的。书中详细介绍了热失控的机理，以及各种安全保护措施，比如隔膜的耐热性、电解液的阻燃性、电池包的设计等等。 这些细节让我了解到，锂电池的安全性并非偶然，而是经过了无数次的实验和验证。每一个小的设计细节，都可能关系到整个电池的安全性。这让我对那些默默为我们安全保驾护航的工程师们充满了敬意。

评分☆☆☆☆☆

《锂电池科学与技术》这本书，让我深刻体会到了科学研究的严谨性和创新性。书中很多章节都提到了具体的实验方法和数据分析，例如循环伏安法、阻抗谱分析等等，这些专业的术语虽然让我感到有些吃力，但通过作者的解释，我能理解它们是如何帮助科学家们揭示电池内部的奥秘。 我特别关注了书中关于如何提高电池能量密度和功率密度的内容。这些看似抽象的指标，直接关系到我们设备的使用体验。书中详细介绍了各种正负极材料的结构和性能，以及它们如何影响能量的储存和释放速度。比如，石墨负极的理论容量有限，而硅基负极虽然容量更高，但也存在体积膨胀的问题。科学家们是如何通过纳米化、复合化等手段来克服这些挑战的，这些细节让我觉得非常震撼。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我对“循环寿命”这个概念有了更深刻的理解。我们都知道电池用久了就不耐用了，但具体是什么原因导致它“老去”，这本书给了我答案。书中详细分析了循环过程中正负极材料的结构变化、电解液的分解、锂枝晶的形成等多种因素。这让我意识到，每一次充放电，都是对电池材料的一次考验。 更让我印象深刻的是，书中还介绍了如何通过优化材料配方、改进制造工艺、设计更合理的电池结构等方式来延长电池的循环寿命。这不仅仅是理论的探讨，更是对实际应用需求的深刻回应。我从中看到了科学研究如何一步步解决实际问题，为我们的生活带来便利。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我着迷的部分，在于它不仅仅停留在原理的介绍，而是深入探讨了锂电池在实际应用中面临的挑战以及科研人员为解决这些挑战所做的努力。比如，关于电池安全性的章节，我着实捏了一把汗。书中详细介绍了过充、过放、短路等可能导致热失控的危险情景，以及相应的保护机制，例如PTC（正温度系数）热敏电阻、安全阀等。这让我意识到，我们日常使用的如此便捷的锂电池，背后隐藏着多么严谨的安全设计。更让我感到敬佩的是，书中对下一代锂电池技术的展望，比如固态电池、锂硫电池、锂空气电池等，虽然这些技术目前还处于研发阶段，但作者描绘的未来场景，充满了无限的可能性，让我对能源的未来充满了期待。 书中关于电池能量密度提升的探讨，也让我大开眼界。我们总是希望电池能做得更小、更轻，同时续航能力更强，这背后需要克服材料学上的巨大难题。书中介绍的NCM（镍钴锰）、NCA（镍钴铝）等高镍正极材料，以及硅碳负极材料，都是为了在有限的空间内储存更多的能量。然而，这些高能量密度的材料也伴随着一些挑战，比如循环稳定性差、安全性问题等，这让我理解了“鱼与熊掌不可兼得”的科学原理，以及科学家们如何在这两者之间寻找最佳的平衡点。

评分☆☆☆☆☆

《锂电池科学与技术》这本书，让我认识到锂电池技术是一个不断发展的领域。书中关于未来电池技术的展望，让我眼前一亮。比如，固态电池、锂硫电池、锂空气电池等，这些技术听起来就充满了科幻色彩。 作者详细介绍了这些新型电池的工作原理、优势以及面临的挑战。这让我明白，科学的进步是一个循序渐进的过程，每一个突破都建立在扎实的基础研究之上。我为科学家们不断探索未知、挑战极限的精神所感动。

评分☆☆☆☆☆

这本书的专业性对我来说是一个巨大的挑战，但同时也带来了前所未有的收获。我从书中了解到，锂电池的研发不仅仅是简单的材料堆砌，而是一个多学科交叉、精密设计的系统工程。 书中关于电池的性能测试和评价方法的介绍，让我了解了科研人员是如何科学、客观地评估电池的性能的。这不仅仅是为了科学研究，更是为了指导产品的设计和改进，最终为消费者提供更优质的产品。这本书让我看到了科学研究的严谨和实用性。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我对“能量密度”这个概念有了更直观的理解。我们总是希望电子设备能用得更久，手机更轻薄，而这一切都离不开高能量密度电池的支撑。书中详细介绍了不同类型正负极材料的能量密度，以及它们在实际应用中的优缺点。 我被书中对于新型高能量密度材料的探索所吸引，比如固态电解质、锂金属负极等。这些前沿技术的介绍，让我看到了未来电池发展的巨大潜力，也让我对接下来的科技发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对新能源领域充满好奇的普通读者，我最近有幸翻阅了《锂电池科学与技术》这本书，虽然我并非专业背景，但整本书带给我的感受，就像是推开了一扇通往奇妙世界的窗户。从最初对锂电池仅有的“手机、电动车里都有”的模糊认知，到如今能隐约窥见它背后庞大的科学体系和精密的工程技术，这一过程充满了惊喜与启发。 书中关于锂离子电池工作原理的阐述，我印象最为深刻。作者用非常通俗易懂的比喻，将复杂的电化学反应具象化。比如，将锂离子比作在正负极之间来回穿梭的“信使”，而电解液则是它们传递信息的“高速公路”，电子流动的通路则构成了我们能够使用的电流。这种类比让我不再畏惧那些晦涩的化学符号和公式，而是能抓住核心的运动规律。书中还详细介绍了不同正负极材料、电解质以及隔膜的特点，以及它们如何影响电池的能量密度、功率密度、循环寿命和安全性。读到这里，我才明白为什么市面上的锂电池会有如此多的种类和性能差异，原来每一个组件的选择都蕴含着无数的科学考量和技术权衡。