鋰離子電池原理與技術 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

• 鋰離子電池
• 電池技術
• 電化學
• 儲能
• 新能源
• 材料科學
• 電源技術
• 可充電電池
• 電池原理
• 電子工程

　　書中介紹瞭鋰元素的物理化學性質；鋰離子電池的基本概念與組裝技術；正極材料的微觀組成與電化學性能；負極材料、電解液、電極材料的研究方法以及鋰離子電池的應用與展望。本書匯集瞭國內外研究者的最新科技成果與相關技術，體現瞭鋰離子電池當今發展和研究的趨勢，是化學、物理、材料等學科的基礎理論研究與應用技術的前沿集成反映。

　　本書適閤於高等學校、科研院所、相關企業從事化學電源研發的科研人員、管理工作者和生産技術人員等，同時可作為相關專業的師生學習參考用書。

作者簡介

馬振基

　　現任：
　　國立清華大學化工係講座教授

　　學曆：
　　國立成功大學化工學士（1969）
　　美國北卡羅萊納州立大學化工碩士（1975）
　　美國北卡羅萊納州立大學化工博士（1978）

　　經曆：
　　美國孟山都公司（Monsanto Co.）資深工程師（1977~1979）
　　美國洛式公司（Lord Corp.）資深研究員（1979~1980）
　　美國飛利浦石油公司（Philips Petroleum Co.）高級材料工程師（1980~1984）
　　國科會及國立清華大學化工所客座專傢（1984~1986）
　　經濟部科技顧問室及技術處顧問（1990~1998）
　　國科會工程中心專利研究員（1991~2006）
　　國科會科技權益委員會委員（1995~2006）
　　國立清華大學研發處副研發長（2000~2002）
　　教育部科技顧問室顧問及領域招集人（2001~2006）
　　財團法人自強工業科學基金會執行長（2003~2006）

　　獲奬紀錄：
　　1992年 榮獲「第一屆國傢傑齣發明奬」
　　1993年 榮獲「行政院傑齣應用與人纔科技奬」
　　1994年 獲頒國防科技研究奬
　　1995年 獲頒全國工業減廢個人奬
　　1996年 獲頒國科會傑齣研究奬
　　1997年 獲頒教育部産學閤作奬
　　1999年 列為Who’s Who in the World（16th edition） Marquis, U.S.A.
　　2004年
　　2005年 獲總統頒「教育百人團」奬
　　2006年 獲中國工程師學會「傑齣工程教授奬」
　　2006年 獲「經濟部奈米科技菁英奬」
　　2006年 獲「清華大學清華講座特聘教授」
　　2008年 榮獲經濟部第二屆「大學産業貢獻奬－産業深耕奬」
　　2008年 榮獲「東元科技奬」
　　2008年 榮獲清華大學第三屆「傑齣産學閤作奬」
　　2009年 獲「中華民國高分子學會傑齣高分子應用研究奬」
　　2009年 榮獲第五十三屆「教育部學術奬
　　2009年 獲聘國立清華大學「清華講座教授」

　　專利：獲中、美、英、日、德、澳、加等國發明專利80餘件

　　著作：國際期刊論文200餘篇、國際會議論文120餘篇

第1章鋰元素的物理、化學性質1
參考文獻5

第2章鋰離子電池的基本概念與組裝技術6
2 1鋰離子電池的工作原理和特點6
2 1 1工作原理6
2 1 2鋰離子電池的主要特點8
2 2鋰離子電池的電化學性能10
2 2 1鋰離子電池的電動勢10
2 2 2電池開路電壓11
2 3鋰離子電池的類型12
2 4鋰離子電池的設計15
2 4 1電池設計的一般程式16
2 4 2電池設計的要求16
2 4 3電池性能設計17
2 4 4AA型鋰離子電池的結構設計19
2 4 5電池保護電路設計19
2 4 6鋰離子電池監控器22
2 4 7鋰離子電池體係熱變化與控製23
2 5鋰離子電池的基本組成及關鍵材料26
2 5 1電極材料26
2 5 2電池組裝工藝與技術50
參考文獻58

第3章正極材料60
3 1 正極材料的微觀結構60
3 1 1LiCoO2材料60
3 1 2LiNiO2材料61
3 1 3LiMn2O4材料63
3 1 4磷酸體係化閤物65
3 2正極材料的分類及電化學性能65
3 2 1層狀鋰鈷氧化物66
3 2 2層狀鋰鎳氧化物67
3 2 3尖晶石型氧化物69
3 2 4復閤層狀氧化物75
3 2 5其他層狀氧化物89
3 2 6層狀二硫族化物正極材料90
3 2 7三硫族化物及相關材料94
3 2 8磷酸鹽體係94
3 2 9有機導電聚閤物材料101
3 3正極材料的製備方法103
3 3 1溶劑熱法閤成103
3 3 2高溫反應法110
3 3 3溶膠 凝膠法113
3 3 4低溫固相反應法117
3 3 5電化學閤成法119
3 3 6機械化學活化法122
參考文獻124

第4章負極材料130
4 1負極材料的發展130
4 1 1金屬鋰及其閤金130
4 1 2碳材料132
4 1 3氧化物負極材料133
4 1 4其他負極材料134
4 1 5復閤負極材料134
4 2負極材料的特點及分類135
4 2 1負極材料的特點135
4 2 2負極材料的分類135
4 3晶體材料和非晶化閤物136
4 3 1石墨類碳材料137
4 3 2無定形碳材料156
4 3 3碳材料性能的改進方法163
4 3 4錫基材料170
4 3 5矽基材料174
4 3 6閤金材料178
4 3 7復閤物材料183
4 3 8過渡金屬氧化物185
4 3 9其他186
4 4納米電極材料187
4 4 1碳納米材料188
4 4 2納米金屬及納米閤金192
4 4 3納米氧化物193
4 5其他類型材料194
4 5 1鋰金屬氮化物194
4 5 2鋰鈦復閤氧化物Li4/3Ti5/3O4196
4 6膜電極材料200
4 6 1薄膜電極材料的製備方法201
4 6 2薄膜電極材料的分類203
參考文獻206

第5章電解質212
5 1液體電解質212
5 2電解質鋰鹽215
5 2 1C中心原子的鋰鹽216
5 2 2N中心原子的鋰鹽216
5 2 3B中心原子的鋰鹽216
5 2 4Al中心原子的鋰鹽217
5 2 5離子液體/室溫熔融鹽電解質218
5 2 6電解質的熱穩定性223
5 2 7電解質分解224
5 2 8固體電解質介麵(SEI)膜232
5 2 9電解液對正、負電極集流體的錶麵腐蝕234
5 2 10電解液對正、負電極材料的錶麵腐蝕237
5 2 11功能添加劑240
5 2 12隔膜251
5 3無機固體電解質251
5 3 1固體電解質252
5 3 2LiX材料253
5 3 3Li3N及其同係物255
5 3 4含氧酸鹽255
5 3 5薄膜固體電解質257
5 4聚閤物電解質259
5 4 1純固態聚閤物電解質263
5 4 2凝膠型聚閤物電解質266
5 4 3增塑劑在凝膠型聚閤物中的作用268
5 4 4聚閤物電解質276
5 4 5納米陶瓷復閤聚閤物電解質279
5 4 6結晶性聚閤物電解質中的離子傳導284
5 4 7電化學與介麵穩定性288
參考文獻288

第6章電極材料研究方法297
6 1研究方法簡介297
6 1 1X射綫及其基本性質297
6 1 2紅外光譜研究302
6 1 3拉曼(Raman)光譜研究304
6 1 4鋰離子擴散305
6 1 5電化學阻抗技術308
6 1 6熱力學函數與電池電動勢308
6 2電極材料的微觀結構研究309
6 2 1化學計量尖晶石Li1+δMn2-δO4(0 δ 0 33)310
6 2 2層狀結構Li Mn O313
6 3離子分散式314
6 3 1LiCrxMn2-xO4-yAy離子分散式及容量計算314
6 3 2Mn3O4離子分散式與晶格常數計算316
6 4動力學、熱力學和相平衡研究316
6 4 1動力學316
6 4 2熱力學320
6 4 3電極電位與電極反應322
6 4 4三元Li M O體係的熱力學325
6 4 5Li M X O四元係統的熱力學326
6 5交流阻抗譜法在材料中的研究329
6 5 1負極材料的研究329
6 5 2正極材料的研究331
6 6鋰離子嵌脫的交流阻抗模型333
6 7高溫電化學研究方法335
6 7 1尖晶石LiMn2O4高溫研究335
6 7 2改進方法337
參考文獻338

第7章鋰離子電池的應用與展望340
7 1電子産品方麵的應用341
7 2交通工具方麵的應用342
7 2 1電動自行車342
7 2 2電動汽車344
7 3在國防軍事方麵的應用351
7 4在航空航太方麵的應用355
7 4 1在航空領域中的應用355
7 4 2在航太領域的應用356
7 5在儲能方麵的應用357
7 6在其他方麵的應用359
7 6 1電動工具359
7 6 2礦産和石油開採359
7 6 3醫學和微型機電係統360
7 7展望360
參考文獻360

评分☆☆☆☆☆

我之前讀過一些關於電池的科普讀物，但總覺得停留在錶麵。《鋰離子電池原理與技術》這個書名，聽起來就很有分量，我期待它能給我帶來更深層次的理解。我特彆想知道，究竟是什麼樣的化學反應讓鋰離子在正負極之間來迴穿梭，從而儲存和釋放電能？這本書能否用圖文並茂的方式，清晰地展示電解質、正極材料、負極材料之間復雜的電化學過程？我一直對各種新型的鋰離子電池技術很感興趣，比如固態鋰離子電池，它是否真的能實現更高的安全性，擺脫易燃易爆的風險？它在能量密度和循環壽命上相比傳統鋰離子電池又有哪些突破？另外，我非常關注電動汽車的續航裏程問題，這在很大程度上取決於電池的性能。這本書是否會探討如何通過優化電池材料、結構設計和製造工藝來提升鋰離子電池的能量密度，從而讓電動汽車跑得更遠？我也希望它能介紹一些電池生産過程中的關鍵技術和質量控製方法，瞭解一塊高性能的鋰電池是如何從實驗室走嚮大規模生産的。

评分☆☆☆☆☆

《鋰離子電池原理與技術》這個書名，讓我立刻聯想到其中蘊含的知識深度和實用價值。我一直對鋰離子電池在現代科技中的關鍵作用深感著迷，從智能手機到電動汽車，它幾乎無處不在。我期望這本書能夠超越簡單的科普層麵，提供更深入、更專業的講解。我希望能夠理解，究竟是什麼樣的物理化學原理，驅動著鋰離子電池的能量儲存和釋放過程？書中是否會詳細闡述電化學動力學、材料科學以及熱力學在鋰離子電池設計和優化中的應用？我特彆想瞭解，關於電池的能量密度和功率密度，這兩個關鍵性能指標是如何通過材料選擇、結構設計和製造工藝來優化的？這本書是否會介紹一些先進的電極材料，例如矽基負極、高鎳正極材料，以及它們所帶來的性能提升？我同樣對電池的循環壽命和可靠性問題非常關注，為什麼電池會隨著充放電次數的增加而性能衰減？書中是否會探討電池衰退的機理，並介紹一些提高電池循環壽命的技術和策略？如果能有一些關於電池製造工藝和質量控製的介紹，讓我對電池的生産過程有更全麵的認識，那將是錦上添花。

评分☆☆☆☆☆

對於《鋰離子電池原理與技術》這本書，我抱有一種既期待又略帶忐忑的心情。我並非電池領域的專業人士，但對新能源技術，尤其是鋰電池在生活中的普及感到非常好奇。我希望這本書能提供一個紮實的理論基礎，讓我理解鋰離子電池的工作原理，但同時，我也希望它不要過於學院派，而是能夠聯係實際應用。比如，關於電池的“能量密度”和“功率密度”這兩個概念，我知道它們很重要，但具體有什麼區彆？如何在實際應用中平衡這兩者？還有，為什麼同樣是鋰離子電池，不同品牌、不同型號的電池在性能上會有如此大的差異？這本書是否會介紹一些常用的電池管理係統（BMS）的技術，比如SOC（荷電狀態）和SOH（健康狀態）的估算方法，以及過充、過放、過溫等保護機製？這些技術對於保障鋰電池的安全使用至關重要。另外，我個人對電池迴收和梯次利用的技術也很關注，畢竟鋰電池的循環壽命是有限的，如何處理廢舊電池，實現資源的可持續利用，也是未來社會發展亟待解決的問題。希望這本書能在這個方麵有所涉獵，提供一些前沿的解決方案和發展方嚮。

评分☆☆☆☆☆

《鋰離子電池原理與技術》這個書名，給我一種踏實而專業的感覺，正是我一直在尋找的。我並非電池領域的專傢，但作為一名科技愛好者，我對鋰離子電池的快速發展及其在各個領域的廣泛應用充滿瞭好奇。我希望這本書能夠提供一個係統、深入的學習路徑，讓我能夠真正理解鋰離子電池的工作原理。我渴望瞭解，究竟是哪些微觀層麵的化學和物理過程，決定瞭鋰離子電池的性能，比如容量、能量密度、循環壽命和功率輸齣？書中是否會詳細介紹各種正負極材料的晶體結構、電化學行為以及它們如何影響電池的整體性能？我尤其對新型鋰離子電池技術，例如固態電解質電池、鋰金屬電池等，非常感興趣，希望能夠在這本書中瞭解到它們的最新研究進展、技術挑戰以及未來的發展前景。同時，我也想瞭解關於電池的製造工藝，包括電極製備、電芯組裝以及電池化成等關鍵環節，瞭解一塊高性能鋰電池是如何從原材料轉化為最終産品的。這本書是否能幫助我建立起一個關於鋰離子電池的全麵、深入的認知體係，讓我能夠更好地理解這項改變世界的關鍵技術。

评分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就讓我眼前一亮，是《鋰離子電池原理與技術》。我一直對這種現代能源儲存方式充滿好奇，尤其是它在電動汽車、手機、筆記本電腦等設備上的廣泛應用，更是讓我覺得瞭解其核心技術刻不容緩。我期望這本書能深入淺齣地解釋鋰離子電池是如何工作的，從最基本的化學反應原理，到材料的選擇和製備，再到電池的結構設計和製造工藝，都能有詳盡的闡述。我希望它能像一個經驗豐富的老師，帶領我一步步揭開鋰離子電池神秘的麵紗，讓我不再隻停留在“它能充電”的淺層認知上，而是能夠真正理解其背後的科學邏輯。尤其是我對固態鋰離子電池和鋰硫電池這類新型技術很感興趣，希望能在這本書裏看到一些前沿的研究進展和未來的發展趨勢，瞭解它們與傳統鋰離子電池相比有何優勢和挑戰，以及它們在技術成熟度和商業化應用方麵的前景。同時，我也想瞭解關於電池安全性的問題，比如過充、過放、短路等情況發生時，電池內部會發生什麼，有哪些技術手段可以有效地預防和控製這些危險，以保障用戶的安全。這本書是否能提供一些實際應用的案例分析，比如不同種類的鋰離子電池在不同領域的應用場景和性能錶現，這樣也能幫助我更好地理解書本知識與現實世界的聯係。

评分☆☆☆☆☆

《鋰離子電池原理與技術》這個書名，直觀地告訴我，這本書將深入探討鋰離子電池的核心奧秘。我一直對新能源技術充滿熱情，特彆是鋰電池，它已經滲透到我們生活的方方麵麵。我希望這本書能像一位細心的嚮導，帶領我穿越復雜的科學殿堂，揭示鋰離子電池的本質。我渴望理解，究竟是什麼樣的化學原理，讓鋰離子能夠在正極和負極之間遊走，從而實現電能的儲存和釋放？書中的內容是否會詳細介紹各種正負極材料的特性，比如鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、石墨、矽碳負極等等，以及它們各自的優缺點和應用場景？我也想知道，電解液在鋰離子電池中扮演著怎樣的關鍵角色，它如何影響電池的導電性、穩定性和安全性？這本書是否會涵蓋電池的結構設計，比如電芯的構造、隔膜的作用、集流體的選擇等，這些都直接關係到電池的性能錶現？更重要的是，我非常關心電池的循環壽命問題，為什麼電池會隨著時間的推移而“衰老”？是否有技術手段可以延緩甚至逆轉這種衰退？我期待這本書能提供一些關於電池性能衰退機理的深入分析，以及提高電池循環壽命的策略。

评分☆☆☆☆☆

對於《鋰離子電池原理與技術》這本書，我抱著非常高的期待。我是一名對新能源領域充滿好奇的讀者，尤其是鋰離子電池，它已經成為現代社會不可或缺的能源載體。我希望這本書能夠以一種清晰、係統的方式，將鋰離子電池的復雜原理展現在我麵前。我特彆想瞭解，鋰離子電池是如何工作的，從最基本的電化學反應到電極材料的選擇，再到電解液和隔膜的作用，我希望書中能有詳盡的解釋。我想知道，為什麼不同的鋰電池在容量、功率、壽命和安全性上會有如此大的差異？是不是因為它們使用瞭不同的材料和技術？這本書是否會介紹一些主流的鋰離子電池材料體係，比如鈷酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等，以及它們的性能特點和發展趨勢？我還對電池的安全性問題非常關注，畢竟鋰電池的濫用可能帶來危險。希望書中能有關於電池安全管理和保護技術的介紹，比如過充、過放、短路等情況下的風險以及相應的防護措施。另外，我對於下一代鋰離子電池技術，比如固態電池、鋰硫電池等，也充滿瞭興趣，希望能在這本書中瞭解到這些前沿技術的進展和應用前景。

评分☆☆☆☆☆

讀到《鋰離子電池原理與技術》這個名字，我立刻燃起瞭想要深入瞭解的興趣。我一直覺得，鋰離子電池是現代科技革命的基石之一，但對其內部運作機製的理解卻停留在模糊的概念上。我希望這本書能成為我理解這一切的“說明書”。我渴望瞭解，究竟是什麼樣的化學反應，讓鋰離子在正極和負極之間傳遞能量？這本書能否用通俗易懂的語言，結閤清晰的圖示，解釋電解液、隔膜、正負極材料各自的功能和相互作用？我特彆想知道，為什麼不同的鋰電池在性能和價格上會有如此大的差異？是不是因為它們使用瞭不同的材料配方和製造工藝？我希望書中能介紹一些主流的鋰離子電池類型，比如鈷酸鋰、三元鋰、磷酸鐵鋰電池，並分析它們的優缺點和適用場景。此外，對於電池的安全性，我一直有些擔憂，畢竟過去也曾發生過一些電池安全事故。這本書是否會詳細講解鋰電池的安全原理，以及如何通過設計和管理來確保電池的安全使用？我非常期待能在這本書中找到這些問題的答案。

评分☆☆☆☆☆

拿到《鋰離子電池原理與技術》這本書，我第一反應就是它會不會過於枯燥和學術化？畢竟“原理與技術”這幾個字，很容易讓人聯想到密密麻麻的公式和晦澀難懂的專業術語。然而，我內心深處又渴望得到一些真正有深度、能解答我關於鋰電池疑惑的知識。我希望這本書能夠像一位經驗豐富的工程師，用清晰的邏輯和生動的語言，將復雜的鋰離子電池內部運作機製一一剖析。我特彆想瞭解正負極材料的選擇是如何影響電池的性能的，比如鈷酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等，它們各自的優缺點是什麼？電解液在其中扮演著怎樣的角色？隔膜又是如何發揮作用的？除瞭這些基礎的構成，我也對電池的循環壽命和能量密度有濃厚的興趣，究竟是什麼因素限製瞭電池的壽命？如何纔能提高電池的能量密度，讓設備續航更久？這本書是否能夠解答這些我一直以來縈繞在心頭的疑問？我更期待它能從材料科學、電化學、熱力學等多個角度來闡述，構建一個完整的知識體係，讓我能從宏觀到微觀，全方位地理解鋰離子電池。如果書中能穿插一些曆史發展脈絡，講述鋰電池從誕生到如今的演變過程，那將更加引人入勝，也更容易讓我體會到科技進步的偉大。

评分☆☆☆☆☆

拿到《鋰離子電池原理與技術》這本書，我內心的第一反應是——它能否成為我理解這個改變我們生活的重要技術的“一把鑰匙”？我是一名普通讀者，對鋰電池的瞭解僅限於它能給我的手機、電腦充電，讓我的電動車跑起來。我希望這本書能從最基礎的“為什麼”開始，解釋鋰離子電池的工作原理，而不是直接拋齣復雜的術語。我渴望瞭解，究竟是什麼樣的化學物質，在怎樣的作用下，能夠儲存如此多的能量？書中的內容是否會深入到正負極材料的微觀結構，以及它們與電解質之間的相互作用？我特彆想知道，為什麼有些鋰電池容易發熱甚至起火，而有些則相對安全？這本書是否會詳細介紹鋰電池的安全機製，以及各種安全隱患的成因和預防措施？此外，我對電池的壽命問題也感到好奇，為什麼一塊新買的電池用一段時間後就會“衰老”，性能下降？書中是否會探討影響電池循環壽命的因素，以及有哪些技術可以延長電池的使用壽命？如果能有一些關於電池製造工藝的介紹，讓我瞭解一塊電池是如何被生産齣來的，那就更好瞭。