锂电池材料安全—电解液、负极及隔膜

图书信息

作者：王志荣,汪俊岭著著

出版社：科学出版社

定价：198.00

ISBN：9787030826077

出版时间：2025-11-01

分类：图书,行业职业,工业技术,电子、电工

商品介绍

目录

前言

第1章 绪论 1

1.1 锂离子电池材料 1

1.1.1 锂离子电池发展历史 1

1.1.2 锂离子电池组成 2

1.2 锂离子电池相关安全标准 13

1.2.1 国外标准 13

1.2.2 国内标准 15

1.3 锂离子电池安全性问题 17

参考文献 23

第2章 阻燃电解液 25

2.1 阻燃电解液的配制及实验表征 25

2.1.1 实验材料 25

2.1.2 电解液配制与电池组装 26

2.1.3 材料和电极结构表征分析 27

2.1.4 热失控及火灾危险性分析 27

2.2 氟代碳酸乙烯酯溶剂对锂离子电池电化学和安全性能的影响 28

2.2.1 FEC作为共溶剂对NCM811锂离子电池电化学性能影响 28

2.2.2 FEC作为共溶剂对NCM811锂离子电池安全性能影响 34

2.3 高电压不燃电解液体系的锂离子电池电化学和安全性能 38

2.3.1 高电压不燃电解液体系的锂离子电池电化学性能 38

2.3.2 高电压不燃电解液体系的锂离子电池安全性能 46

2.4 本章小结 50

参考文献 51

第3章 固态电解质 53

3.1 聚合物固态电解质的配制 53

3.1.1 原材料 53

3.1.2 MXene@CoNi-LDH合成 54

3.1.3 PEO/LiTFSI-MCN固态电解质制备 55

3.1.4 LiFePO4极片制作 55

3.2 聚合物固态电解质材料表征 55

3.3 聚合物固态电解质电化学测试 56

3.3.1 离子电导率 56

3.3.2 电化学窗口 56

3.3.3 锂离子迁移数 56

3.3.4 Li/Li电池循环 56

3.3.5 全电池性能循环 56

3.4 聚合物固态电解质结果与讨论 57

3.4.1 MXene@CoNi-LDH和PEO/LiTFSI-MCN的制备与表征 57

3.4.2 PEO/LiTFSI-MCN复合电解质的表征 61

3.4.3 离子传输机理 65

3.4.4 电化学性能 67

3.4.5 热解行为分析 72

3.4.6 燃烧行为分析 76

3.4.7 PEO/LiTFSI-9%MCN固态电池的安全性评估 79

3.5 本章小结 82

参考文献 83

第4章 阻燃隔膜 86

4.1 聚丙烯腈基隔膜 86

4.2 聚酰亚胺基隔膜 99

4.3 聚间苯二甲酰间苯二胺基隔膜 124

4.4 本章小结 136

参考文献 137

第5章 安全硫化物负极 141

5.1 实验原料及仪器 141

5.1.1 实验试剂 141

5.1.2 材料表征方法 141

5.1.3 电池安全性分析方法 141

5.2 杂原子掺杂碳气凝胶/二硫化钴(CoS2@NCA)纳米结构 142

5.2.1 材料合成 142

5.2.2 负极制备 143

5.2.3 负极材料表征 143

5.2.4 电池性能表征 146

5.3 杂原子掺杂碳/三元金属硫化物(NiCoFe-S@NSC)纳米结构 155

5.3.1 材料合成 155

5.3.2 负极制备 156

5.3.3 负极材料表征 156

5.3.4 电池性能表征 160

5.4 杂原子掺杂碳球/二硫化钴(CoS2@APFS)纳米结构 171

5.4.1 材料合成 171

5.4.2 负极制备 171

5.4.3 负极材料表征 171

5.4.4 电池性能表征 172

5.5 杂原子掺杂碳球/二硫化钴(CoS2@CAM)纳米结构 177

5.5.1 材料合成 177

5.5.2 负极制备 177

5.5.3 负极材料表征 178

5.5.4 电池性能表征 181

5.6 杂原子掺杂碳球/多相硫化物(SnS/Co9S8@HC)纳米结构 186

5.6.1 材料合成 186

5.6.2 负极制备 187

5.6.3 负极材料表征 187

5.6.4 电池性能表征 191

5.7 本章小结 200

参考文献 201

第6章 安全硒化物负极 208

6.1 硒化镍基负极材料(NiSe@G@C) 208

6.1.1 材料制备 208

6.1.2 电池制备流程 208

6.1.3 测试与表征 209

6.1.4 结果与分析 210

6.2 NiCoSe@GC设计及其性能研究 229

6.2.1 材料制备 229

6.2.2 电池制备流程 229

6.2.3 测试与表征 229

6.2.4 结果与分析 229

6.3 FeCoSe@GC设计及其性能研究 245

6.3.1 材料制备 245

6.3.2 电池制备流程 246

6.3.3 测试与表征 246

6.3.4 结果与分析 246

6.4 本章小结 263

参考文献 263

第7章 电解液、固态电解质、隔膜和负极失效分析 270

7.1 电解液失效 270

7.1.1 电解液化学反应 271

7.1.2 电解液反应机理 272

7.1.3 正极与电解液反应 274

7.1.4 负极与电解液反应 276

7.1.5 失效反应路径 278

7.2 固态电解质失效 279

7.2.1 化学失效 279

7.2.2 电化学失效 281

7.2.3 机械失效 282

7.3 电池隔膜失效 285

7.3.1 隔膜的断裂及抗撕裂性能 286

7.3.2 多应力耦合作用下隔膜可靠性 289

7.3.3 电极活性材料颗粒对隔膜耦合击穿强度的影响 294

7.3.4 结论 295

7.4 负极失效 295

7.4.1 锂负极失效 295

7.4.2 碳负极失效 298

7.4.3 硅负极失效 301

7.5 本章小结 303

参考文献 305

内容简介

本书共7章，第1章介绍锂离子电池的基本概念、组成以及国内外相关电池安全标准等；第2章主要介绍使用氟化物取代电解液体系中的碳酸乙烯酯，构建高电压不燃电解液体系；第3章主要介绍研究聚合物固态电解质的制备及其对电池安全性能的提升；第4章主要介绍基于商业隔膜改性和新型隔膜研制的阻燃型聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚间苯二甲酰间苯二胺基隔膜及其对电池电化学和安全性能的影响；第5章主要介绍多种硫化物负极的制备方法及其对电池电化学和安全性能的影响；第6章主要介绍硒化物负极对电池倍率、循环性能和热安全性能的增强；第7章介绍电解液、固态电解质、隔膜和负极的失效分析。

本书既可作为高等院校安全工程、应急技术与管理及相关工程类专业的本科生和研究生教材，也可供安全科学与工程及相关学科领域科研人员参考，还可供安全技术及管理人员参考。