锂离子电池溶剂与溶质 徐艳辉,耿海龙,李德成 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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徐艳辉，耿海龙，李德成 著

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• 电池材料
• 电解液
• 徐艳辉
• 耿海龙

店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122315212

商品编码：29262042741

包装：平装-胶订

出版时间：2018-06-01

基本信息

书名：锂离子电池溶剂与溶质

定价：68.00元

作者：徐艳辉,耿海龙,李德成

出版社：化学工业出版社

出版日期：2018-06-01

ISBN：9787122315212

字数：219

页码：207

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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《锂离子电池溶剂与溶质》与《锂离子电池活性电极材料》两本书合起来介绍了锂离子电池的组成材料，对锂离子电池器件开发人员有参考作用。

内容提要

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《锂离子电池溶剂与溶质》主要介绍锂电池液态电解液、固态电解质， 内容包括液态电解液体系（溶剂和溶质）、 液态电解液体系添加剂、 固体电解质、隔膜、粘结剂等其它组件/成分。《锂离子电池溶剂与溶质》可供电化学反应工程、电化学、材料电化学、新能源材料与器件等专业本科和研究生教学使用和参考，也可供相关企业专业技术人员参考。

目录

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章 液态电解液001

1.1概述007

1.2潜在锂盐简介013

1.3溶剂简介038

1.4液态电解液058

1.5离子液体066

1.6溶剂和溶质电化学窗口的确定072



第2章 添加剂075

2.1阻燃添加剂078

2.2SEI成膜添加剂087

2.2.1还原反应型阳极成膜添加剂096

2.2.2还原聚合型阳极成膜添加剂099

2.2.3SEI形貌修饰剂101

2.2.4吸附类阳极成膜添加剂101

2.2.5其他成膜添加剂102

2.3Si负极SEI形成添加剂107

2.4Al腐蚀保护剂107

2.5加湿剂、降低黏度剂108

2.6Li沉积改进剂109

2.7溶剂化增强剂110

2.8多功能添加剂111

2.9阴极保护剂112

2.9.1过充保护剂115

2.9.2断路添加剂117

2.9.3氧化还原穿梭剂120

2.10高电压电解液128

2.11氟化处理129



第3章 固体聚合物电解质135

3.1简述139

3.2PEO149

3.3聚电解质155

3.4其他158

3.5混合导电高聚物162



第4章 无机固体电解质165

4.1机理简述167

4.2常见无机固体锂离子导体简述171

4.2.1钙钛矿型171

4.2.2Nasicon和Lisicon型锂离子导体172

4.2.3Thio-LISICON类174

4.2.4Gar结构玻璃178

4.3其他一些结论192

4.4无机固体电解质的研究方法195



参考文献197

作者介绍

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徐艳辉，苏州大学研究员，毕业于哈尔滨船舶工程学院化学工程系电化学专业，浙江大学材料科学与工程系博士，曾在德国从事研究工作。先后在国际学术刊物上发表论文70余篇，其中SCI论文40余篇，总引用次数近200次。先后承担科技部专项基金、江苏省自然科学基金项目、教育部留学归国基金项目，参与国家自然科学基金项目、国家863项目、江苏省锂离子电池重点实验室项目，参与国家化学电源产品质量监督检验中心以及江苏省化学电源公共技术服务创新平台的建设以及相关项目的申请，参加全国电池材料标准化技术委员会的工作并参与相关项目申请（已获批）。江苏省、中物院、安徽省等相关单位项目评审专家，教育部留学归国基金、博士点基金、新教师基金等相关基金评审专家，Electrochimica Acta, Int J Hydrogen Energy, JACS, Ionics, J Alloys Comp. J Membrane Sci.等杂志审稿人。目前研究领域包括：电化学物理与物理电化学及理论电化学；材料电化学、应用电化学（包括锂离子电池、水电解、有机小分子电氧化）；非线性电化学。

文摘

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序言

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《新能源材料科学导论》 内容概述： 本书是一本面向新能源领域研究者、工程师和高年级本科生、研究生的入门级教材。它系统地介绍了新能源材料的种类、基本原理、制备工艺、性能表征以及在不同新能源技术中的应用。全书共分为七章，内容涵盖了从基础的材料科学概念到先进的新能源材料设计与开发，旨在为读者打下坚实的理论基础，并引导他们了解当前新能源材料研究的前沿动态。 详细章节介绍： 第一章：新能源材料概述 本章首先对新能源的定义、重要性以及当前全球能源面临的挑战进行了阐述，强调了发展和应用新能源材料的紧迫性和必要性。接着，详细介绍了新能源材料的分类，包括但不限于： 储能材料： 重点介绍用于电池、超级电容器、氢储存等领域的材料，如锂离子电池正负极材料、电解质材料、隔膜材料，以及其他新型电池体系的储能材料。 能源转换材料： 涵盖太阳能电池材料（如硅基、钙钛矿、有机光伏材料）、燃料电池催化剂材料、热电材料等。 能源传输与储存材料： 介绍导电高分子、超导体等在能源传输中的作用，以及用于氢气储存的储氢材料。 其他相关材料： 包括用于能量收集、能量管理和智能电网的材料。 本章还探讨了新能源材料的性能评价标准，如能量密度、功率密度、循环寿命、安全性、成本等，并分析了不同材料体系的优缺点及其适用场景。最后，对新能源材料的未来发展趋势进行了展望。 第二章：固态化学与晶体结构在材料设计中的应用 本章深入讲解了固态化学的基本原理，重点阐述了晶体结构对材料宏观性能的影响。读者将学习到： 晶体结构基础： 各种晶系、空间群、点阵、基元等概念，以及如何描述和分析晶体结构。 结构缺陷： 点缺陷（空位、填隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）的形成、类型及其对材料电学、光学、力学性能的影响。 晶体生长与相变： 固相反应、液相外延、气相沉积等晶体生长方法，以及固-固、固-液等相变过程。 结构与性能的关系： 通过实例分析，例如，解释为何某些具有特定晶体结构的氧化物能成为优良的催化剂，或者为何某些晶体结构有利于离子传输。 晶体工程： 如何通过调控晶体结构来优化材料的性能，例如，通过掺杂、固溶、引入应变等方法来改变材料的电子结构、能带结构以及晶格动力学。 本章强调了理解材料的微观结构是设计和开发高性能新能源材料的关键。 第三章：电化学原理与电池材料 本章是本书的核心章节之一，专注于电化学原理在电池技术中的应用，并深入介绍了各类电池材料。 电化学基础： 氧化还原反应、电极电势、法拉第定律、电化学阻抗谱（EIS）等基本概念。 锂离子电池材料： 正极材料： 详细介绍层状氧化物（如LCO, NMC, NCA）、橄榄石型（如LFP）、尖晶石型（如LMO）以及富锂锰基材料的结构、电化学性能、优缺点及发展前景。 负极材料： 重点讲解石墨类材料（天然石墨、人造石墨）、硬碳、软碳、硅基负极材料（纯硅、氧化亚硅、硅碳复合）以及金属锂负极的机理、性能特点和面临的挑战。 电解质： 讨论有机电解液（溶剂、溶质、添加剂）、固态电解质（聚合物电解质、无机固态电解质、混合固态电解质）的组成、性能要求（离子电导率、电化学窗口、稳定性）及发展方向。 隔膜： 介绍聚烯烃隔膜、无纺布隔膜、陶瓷隔膜的结构、性能及其在保障电池安全和提高性能中的作用。 其他电池体系： 简要介绍钠离子电池、钾离子电池、液流电池、金属-空气电池等新型电池体系的材料和原理。 本章通过大量的实例和图示，帮助读者深入理解各种电池材料的微观结构、工作机理和宏观性能之间的联系。 第四章：催化剂与燃料电池材料 本章聚焦于催化剂材料在能源转换中的作用，特别是其在燃料电池技术中的应用。 催化基本理论： 表面吸附、活化能、催化剂的分类（均相催化、多相催化）、活性位点、催化剂设计策略等。 燃料电池工作原理： 质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、碱性燃料电池（AFC）等不同类型燃料电池的工作原理。 催化剂材料： 铂族金属催化剂： 重点介绍铂（Pt）及其合金在PEMFC中的应用，讨论其活性、稳定性和成本问题，以及替代铂催化剂的研究进展。 非贵金属催化剂： 介绍过渡金属氧化物、碳化物、氮化物、金属有机框架（MOFs）等在燃料电池中的应用潜力。 催化剂载体： 碳材料（如炭黑、碳纳米管、石墨烯）在催化剂载体中的作用，以及新型载体材料的开发。 电解质材料： 详细介绍PEMFC中的质子交换膜（如Nafion）以及SOFC中的固体氧化物电解质（如YSZ）。 其他组件材料： 气体扩散层、双极板等关键材料。 本章强调了催化剂材料的性能是影响燃料电池效率和寿命的关键因素。 第五章：光伏材料与太阳能电池 本章系统介绍光伏材料的种类、制备及其在太阳能电池中的应用。 光伏效应基础： 半导体的能带理论、光生载流子产生与复合、pn结的形成与特性。 硅基太阳能电池： 介绍晶体硅（单晶硅、多晶硅）的制备工艺、电池结构（如PERC、TOPCon、HJT）及其发展。 薄膜太阳能电池： CdTe薄膜太阳能电池： 材料特性、制备工艺及优势。 CIGS薄膜太阳能电池： 材料体系、制备方法及其发展。 非晶硅太阳能电池： 结构、制备和性能特点。 第三代太阳能电池： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）： 工作机理、关键材料（染料、电解质、TiO2）及其性能。 有机光伏（OPVs）： 有机半导体材料、本体异质结结构、效率提升策略。 钙钛矿太阳能电池（PSCs）： 钙钛矿材料的结构、性能、高效率制备技术、稳定性问题及未来发展。 聚光光伏与多结太阳能电池： 提高效率的集成技术。 本章旨在让读者了解不同类型太阳能电池的工作原理、材料选择和性能特点。 第六章：储氢材料与氢能技术 本章探讨了氢能作为一种清洁能源的巨大潜力，并重点介绍储氢材料及其在氢能技术中的应用。 氢能的生产、储存与利用： 氢的制备方法（电解水、天然气重整等）、储存方式（高压气态、液态、固态）及其优缺点。 固态储氢材料： 金属氢化物： AB2型、AB5型、A2B型金属氢化物，如Ti-Fe、LaNi5、Mg2Ni等，及其储氢密度、吸放氢动力学和循环稳定性。 吸附材料： 活性炭、沸石、金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）等，及其在低温吸附储氢中的应用。 化学储氢材料： 如硼氢化钠（NaBH4）、氨硼烷（NH3BH3）、液态有机储氢材料等，及其分解放氢的机理和储氢密度。 氢气储存介质的性能评价： 储氢密度（体积密度与质量密度）、吸放氢温度与压力、循环寿命、安全性和成本。 氢燃料电池的应用： 氢燃料电池在交通、发电等领域的应用前景。 本章旨在为读者提供关于氢能储存技术现状和未来发展方向的全面认识。 第七章：新能源材料的制备、表征与性能优化 本章将前面章节介绍的材料进行整合，重点关注其制备工艺、性能表征技术以及如何进行性能优化。 制备技术： 固相法： 高温固相反应、球磨法等。 液相法： 溶胶-凝胶法、水热/溶剂热法、共沉淀法、电化学沉积法等。 气相法： 化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）、原子层沉积（ALD）等。 纳米材料制备： 模板法、自组装法等。 性能表征技术： 结构表征： X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）。 成分与化学态表征： X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）、能量色散X射线光谱（EDX）。 电化学性能表征： 循环伏安法（CV）、恒电流充放电（GCD）、电化学阻抗谱（EIS）。 光学与热学性能表征： UV-Vis光谱、拉曼光谱、热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）。 性能优化策略： 材料设计： 元素掺杂、形貌调控、纳米化、异质结构建、复合材料开发。 工艺优化： 反应温度、时间、气氛、溶剂等的优化。 界面工程： 优化电极/电解质界面、催化剂/载体界面等。 本章强调了理论与实践相结合的重要性，指导读者如何从材料的设计、制备到最终的性能评价和优化，形成一个完整的研发闭环。 总结： 《新能源材料科学导论》以其系统性的内容、深入浅出的讲解以及丰富的实例，为读者提供了一个全面了解新能源材料科学的窗口。本书不仅涵盖了当前主流的新能源技术及其相关材料，还深入探讨了材料设计的原理和方法，并介绍了先进的制备与表征技术。希望通过本书的学习，读者能够深刻理解新能源材料在应对全球能源挑战中的关键作用，并为未来的科学研究和技术创新奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

从书名《锂离子电池溶剂与溶质》来看，我猜测这本书的核心价值在于它能够为读者提供一套解决实际问题的工具箱。我期待书中能包含大量的实验数据和案例分析，用来支撑理论的阐述，并展示如何将理论知识应用于实际的电池设计和优化中。例如，书中是否会提供针对不同类型锂盐和溶剂在特定温度、湿度条件下稳定性的评估方法？是否会提供如何通过调整溶剂配比来提高电池循环寿命和能量密度的具体指导？我希望这本书能够让我不仅理解“为什么”，更能让我掌握“如何做”，成为我在锂离子电池研究和开发道路上的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，《锂离子电池溶剂与溶质》这本书，其价值更在于对“问题”的剖析和“解决方案”的探索。我知道，锂离子电池技术的发展并非一帆风顺，其中充满了各种挑战。我希望这本书能详细阐述当前锂离子电池溶剂和溶质体系面临的主要瓶颈，例如，高温下的分解问题、低温下的离子导电率下降、对湿气的敏感性、以及潜在的安全隐患（如易燃性）。对于这些问题，我更期待书中能提供深入的分析，并介绍科研人员正在探索的各种解决方案。这可能包括新型的添加剂（如成膜添加剂、阻燃剂），或者对现有溶剂和溶质进行结构修饰，以提高其热稳定性、化学稳定性和安全性。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，不仅仅是一本纯粹的化学教科书，更像是一本关于“能量流动”的科学指南。我设想，作者们会用清晰的语言，将复杂的化学反应和物理过程变得易于理解。比如，在讲解溶剂与溶质协同作用时，我期待能看到大量的图示和模型，清晰地展示锂离子在电解液中的迁移路径，以及电解液在电极表面发生的各种界面反应。我希望书中能详细解释，为什么在特定的温度和电压范围内，某种溶剂-溶质组合能够达到最佳的电化学性能。这其中涉及到溶剂化结构、离子对形成、电荷转移等一系列精细的化学过程，而这些过程的微观机制，往往是影响电池效率和寿命的关键。我非常期待能从书中获得对这些过程的直观理解，从而能够更好地预测和设计下一代高性能锂离子电池。

评分☆☆☆☆☆

至于溶质，我当然知道它主要是指锂盐。但我想，这本书不会止步于此。我期盼它能深入讲解不同锂盐，如LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiTFSI等，在溶剂中的溶解度、离子导电率、热稳定性以及与电极材料的相容性。特别地，LiPF6作为目前最主流的锂盐，其在实际应用中遇到的分解问题和潜在的改进方向，我希望能在这本书中得到清晰的解释。书中或许会提及，为什么LiPF6虽然在导电性和界面稳定性方面表现优异，但却对水分敏感，容易水解产生HF，从而腐蚀电池组件。我也好奇，书中是否会介绍一些新型的锂盐，或者对现有锂盐进行改性的研究进展，以期克服当前锂盐的缺点，提升电池的整体性能。对这些微观层面的理解，对于真正掌握锂离子电池的精髓至关重要，而我正期待着这本书能带我抵达这个深度。

评分☆☆☆☆☆

一本优秀的技术书籍，往往能激发读者的创新思维。《锂离子电池溶剂与溶质》这本书，我期待它不仅仅是知识的传递，更能点燃我对于新能源技术的更多思考和想象。书中是否会讨论一些颠覆性的研究方向？例如，是否会探讨利用非液体电解质（如固态电解质）来解决溶剂固有问题的可能性？是否会展望未来，在溶剂和溶质的设计上，有哪些全新的理念和突破？我希望通过阅读这本书，能够对锂离子电池的未来发展趋势有一个更深刻的洞察，从而激发我在这个领域进行进一步探索和创新的灵感。

评分☆☆☆☆☆

当我看到“徐艳辉,耿海龙,李德成”这几个名字时，我immediately联想到这可能是一群在锂离子电池领域拥有深厚学术背景和丰富实践经验的专家。因此，我对这本书的科学严谨性和学术前沿性充满了信心。我预期书中会引用大量的权威文献和实验数据，对各种溶剂和溶质的性能进行客观、准确的评价。同时，我也希望能从中了解到该领域的最新研究动态，例如，新型高电压溶剂的开发、低成本高性能锂盐的探索、以及环保型溶剂的替代研究等。这本书，在我看来，或许是一份关于锂离子电池电解液的“百科全书”，也可能是一份“未来指南”，能够引领我深入了解这个日新月异的领域。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本优秀的科技书籍，不仅要讲述“是什么”，更要解释“为什么”和“如何做”。《锂离子电池溶剂与溶质》这本书，我期待它能在“为什么”和“如何做”这两个层面给我带来深刻的启发。为什么某些溶剂在特定的电极材料上会形成不利的SEI膜？为什么某些锂盐在高温下会加速分解？我又该如何选择合适的溶剂和溶质组合，以满足不同应用场景的需求，例如，对高能量密度、长寿命、快充性能或者极端环境下的电池需求？我希望这本书能提供一套系统性的思考框架和方法论，帮助读者从理论层面理解这些问题，并能在实际研发中找到解决之道。

评分☆☆☆☆☆

《锂离子电池溶剂与溶质》这本书，从书名来看，就预示着它将深入探讨锂离子电池的核心组成部分——溶剂和溶质。我一直对新能源技术，特别是锂离子电池的原理和发展充满兴趣，所以这本书在我眼中就像一本揭示电池“血液”秘密的宝典。我设想，在翻开这本书的瞬间，就如同踏入了一个精密化学的奇妙世界。书中关于溶剂的部分，我期待能看到对各种有机溶剂，如碳酸酯类（EC, DMC, DEC等）、醚类等，在锂离子电池中的作用机理进行详尽的阐述。这不仅仅是简单罗列溶剂的种类，更重要的是，它应该能解释这些溶剂是如何溶解锂盐，形成导电的电解液，以及它们在电化学过程中所扮演的关键角色。比如，不同溶剂的介电常数、黏度、沸点、冰点等物理性质，以及它们与电极材料的相互作用，如形成固体电解质界面（SEI）膜的特性，这都是影响电池性能和安全性的重要因素。我希望能从书中了解到，为什么某些溶剂组合比单独使用某种溶剂更能优化电池的循环寿命和倍率性能。

评分☆☆☆☆☆

一本好的技术书籍，其语言风格和结构安排同样至关重要。《锂离子电池溶剂与溶质》这本书，我期待它能用清晰、简洁、逻辑性强的语言来阐述复杂的科学概念，避免过多的专业术语堆砌，或者在必要时进行详细的解释。我希望书中的章节设置能够循序渐进，从基础理论到具体应用，层层递进，让读者能够逐步掌握相关知识。例如，或许会先介绍溶剂的基本分类和性质，然后讨论它们与锂盐的相互作用，最后再深入探讨它们在不同电池体系中的应用和面临的挑战。这种结构上的清晰度和表述上的易懂性，对于我这样希望深入学习的读者来说，是至关重要的。

评分☆☆☆☆☆

从书名本身，我能够联想到这本书在理论深度和实践应用之间寻求一种平衡。我期望书中不仅能提供扎实的理论基础，解释溶剂和溶质的分子结构、理化性质以及它们在电化学体系中的作用机理，还能紧密结合当前的工业应用和前沿研究。例如，书中是否会介绍当前主流锂离子电池（如三元锂、磷酸铁锂等）所使用的典型电解液体系，并分析其优缺点？是否会探讨下一代电池技术（如固态电池、钠离子电池）中溶剂和溶质的新发展方向？我希望这本书能像一座桥梁，连接起实验室的理论研究与工厂的生产实践，为相关领域的科研人员和工程师提供有价值的参考。