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出版者:化學工業

作者:鄭洪河 等

出品人:

頁數:303

译者:

出版時間:2007-1

價格:49.00元

裝幀:

isbn號碼:9787502594480

叢書系列:

圖書標籤:

• 鋰離子電池電解質
• 鋰離子電池
• 專業相關
• 鋰離子電池
• 電解質
• 新能源材料
• 電化學
• 電池材料
• 儲能
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• 化學工程
• 能源化學
• 電解液

《材料科學前沿：固態電解質的創新與應用》 本書深入探討瞭固態電解質材料這一前沿科學領域，旨在為研究人員、工程師以及對下一代能源存儲技術感興趣的讀者提供一個全麵而深入的視角。隨著全球對清潔能源需求的日益增長，高效、安全、長壽命的電池技術成為研究的焦點。傳統的液態電解質雖然在鋰離子電池中取得瞭巨大成功，但其易燃性、低溫性能差以及界麵穩定性等問題，限製瞭電池能量密度和安全性的進一步提升。固態電解質作為一種潛在的顛覆性解決方案，正以前所未有的速度吸引著學術界和工業界的目光。 本書並非聚焦於鋰離子電池的現有電解質技術，而是將目光投嚮瞭更具潛力的固態電解質材料的開發與應用。我們將從材料的微觀結構、離子傳導機製入手，係統介紹各類新型固態電解質的構效關係。 第一部分：固態電解質材料的分類與基本原理 本部分將詳細闡述不同類型的固態電解質材料，包括： 聚閤物電解質： 重點分析瞭聚環氧乙烷（PEO）基電解質、嵌段共聚物電解質以及新型的離子凝膠電解質。我們將深入探討聚閤物鏈的柔韌性、離子與聚閤物鏈之間的相互作用對離子傳導率的影響，以及如何通過添加無機填料、改變聚閤物骨架結構或引入交聯來優化其性能。此外，還將討論聚閤物電解質在室溫下的離子傳導率提升瓶頸以及界麵問題的解決策略。 無機固態電解質： 這一章節將全麵介紹三大類無機固態電解質： 氧化物電解質： 包括鈣鈦礦型氧化物（如LLZO）、NASICON型氧化物（如LAGP, NASICON-type solid electrolytes）以及玻璃陶瓷電解質。我們將解析它們的晶體結構特徵、缺陷結構對離子通道形成的影響，以及高離子導電性的來源。例如，LLZO的立方相和四方相的離子導電機製差異，以及如何通過摻雜和優化燒結工藝來提高其密度和界麵導電性。 硫化物電解質： 重點介紹Argyrodite型（如750-Li3PS4）和LGPS型（Li10GeP2S12）硫化物電解質。這類材料通常錶現齣極高的離子導電率，但其對濕氣敏感，易産生副反應，這部分將深入分析硫化物電解質的化學穩定性問題，以及如何通過錶麵包覆、固溶體設計或復閤化來提高其穩定性。 鹵化物電解質： 介紹如Li3YCl6等新型鹵化物固態電解質，分析其離子傳導路徑以及與電極材料的界麵兼容性。 復閤型固態電解質： 探討將聚閤物基體與無機填料（如納米氧化物、碳納米管等）結閤形成的復閤電解質。我們將分析填料在聚閤物基體中的分散狀態、填料與聚閤物之間的相互作用，以及它們如何協同作用以提升整體性能，如界麵導電性、力學強度和熱穩定性。 第二部分：固態電解質的性能錶徵與測試方法 本部分將詳述用於評估固態電解質性能的關鍵錶徵技術，包括： 電化學性能測試： 詳細介紹阻抗譜（EIS）分析，用於測量離子導電率和界麵的電化學阻抗。討論循環伏安（CV）、綫性掃描伏安（LSV）等技術在評估電化學窗口和穩定性方麵的應用。 結構與物相分析： X射綫衍射（XRD）用於確定物相組成和結晶度；掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）用於觀察微觀形貌和界麵結構；X射綫光電子能譜（XPS）和俄歇電子能譜（AES）用於分析錶麵化學成分和界麵化學狀態。 離子傳導機製研究： 核磁共振（NMR）技術在研究離子在固體材料中的擴散和運動機製方麵的重要作用；中子衍射和拉曼光譜等技術在揭示離子傳導路徑和動力學方麵的應用。 第三部分：固態電解質在全固態電池中的應用與挑戰 本部分將聚焦固態電解質在構建全固態電池（All-Solid-State Batteries, ASSBs）中的具體應用，並剖析當前麵臨的挑戰： 電極-電解質界麵問題： 詳細討論固態界麵處的接觸不良、界麵阻抗高、副反應生成（如鋰枝晶穿透、界麵相變）等問題。分析提高界麵穩定性和降低界麵電阻的策略，如界麵修飾、等離子體處理、納米級包覆等。 高能量密度電極材料的兼容性： 探討固態電解質與高容量正極材料（如富鋰錳基、鎳鈷錳三元材料）和金屬鋰負極的兼容性。分析在界麵處可能發生的化學反應和結構變化，以及如何通過材料設計和界麵工程來解決這些問題，從而實現金屬鋰電池的安全穩定運行。 電池設計與製備工藝： 討論固態電池的電極設計、電解質層製備（如乾法壓片、溶膠凝膠、沉積等）以及電池組裝工藝。分析如何優化製備過程以獲得高離子導電性、良好的界麵接觸和優異的力學性能。 未來發展方嚮與潛在應用： 展望固態電解質在固態鋰電池、鈉離子電池、鎂離子電池等多元離子電池體係中的應用前景。探討其在高功率密度、高安全性、長循環壽命等方麵的優勢，以及在電動汽車、便攜式電子設備、儲能係統等領域的潛在突破。 《材料科學前沿：固態電解質的創新與應用》 旨在為推動下一代電池技術的發展貢獻一份力量。通過深入淺齣的理論闡述和豐富的實驗數據分析，本書將為讀者構建一個關於固態電解質材料的完整認知框架，激發更多的創新思維和研究熱情。

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說實話，一開始拿到這本書，我以為會是一本枯燥的教科書，充滿瞭各種晦澀的公式和數據。然而，事實證明我的擔憂是多餘的。作者的寫作風格非常獨特，他將抽象的化學概念融入到生動的故事和有趣的類比之中，使得閱讀過程充滿瞭趣味性。我常常一邊讀一邊驚嘆於作者的纔華，他能夠用如此易於理解的方式解釋那些原本讓我頭疼不已的物理化學原理。書中對於不同電解質添加劑的功能和作用的闡述，我感覺是市麵上其他書籍所沒有的深度。他不僅列舉瞭各種添加劑，還詳細解釋瞭它們如何與電極材料發生協同作用，從而提升電池的循環壽命、功率性能和安全性。我特彆關注瞭書中關於“界麵”的討論，電解質與電極材料之間的界麵反應是影響電池性能的關鍵因素之一，而這本書在這方麵的內容可以說是我讀過的最全麵、最係統的。作者在分析問題時，總是能夠從多角度齣發，既有宏觀的整體框架，也有微觀的細節考量，讓人受益匪淺。

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作為一個對化學充滿好奇心的學生，我一直在尋找一本能夠係統性地梳理鋰離子電池電解質知識的書籍。這本書的齣現，無疑滿足瞭我的願望。它的結構非常清晰，邏輯性也很強。從電解質的基本組成到不同類型的電解質（包括我一直好奇的固態電解質），作者都進行瞭詳盡的介紹。我尤其欣賞書中對於“電解質的安全性”這一章節的深入探討，它不僅分析瞭熱失控的機理，還提齣瞭許多提高電池安全性的策略。這對於我理解當前電池技術的發展方嚮至關重要。書中對於“電解質的循環穩定性”的分析也讓我受益匪淺，它解釋瞭為什麼電池會隨著使用次數的增加而性能衰減，以及如何通過優化電解質來減緩這一過程。我嘗試將書中介紹的一些實驗方法應用到我的課程設計中，效果非常好，讓我的同學們也對電解質這個領域産生瞭濃厚的興趣。這本書就像一座寶庫，為我打開瞭通往更廣闊科學世界的大門。

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我是一位電池行業的工程師，每天都在與實際的電池技術打交道。坦白說，理論知識固然重要，但更關鍵的是這些理論如何指導實際的生産和研發。這本書在這方麵做得非常齣色！它不僅僅停留在理論層麵，而是將理論知識與實際應用緊密結閤。作者在書中分享瞭許多自己在電解質研發過程中的經驗和教訓，這些寶貴的“乾貨”讓我深受啓發。例如，關於電解質組分的選擇、溶劑的優化、鋰鹽的配比，以及如何通過添加劑來抑製副反應，書中都給齣瞭非常具體和實用的建議。我甚至在書中找到瞭解決我目前工作中遇到的一個技術難題的綫索！它讓我意識到，原來那些看似微小的電解質組分，對整個電池的性能有著如此巨大的影響。我還會經常翻閱書中關於不同類型電解質在實際應用中的優缺點分析，這對於我進行産品選型和技術方案設計非常有幫助。這本書就像一位經驗豐富的導師，在我迷茫的時候給予我指導，讓我能夠更高效地解決問題。

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我不是電池領域的專業人士，但因為工作原因需要瞭解一些基礎知識，於是選擇瞭這本書。令我驚喜的是，這本書的語言非常通俗易懂，沒有太多我難以理解的專業術語。作者就像一位經驗豐富的導遊，帶領我一步步探索鋰離子電池電解質的奧秘。我最喜歡的部分是關於“電解質的未來展望”的章節，它讓我對下一代電池技術充滿瞭想象。書中提到瞭許多新興的電解質材料和技術，例如全固態電池、鋰硫電池等，並對其發展前景進行瞭分析。這讓我意識到，鋰離子電池並非技術的終點，而是不斷進化的過程。即使對於我這樣的“門外漢”，這本書也能夠讓我對這個前沿領域有一個清晰的認識，並且能夠自信地參與到相關的討論中。它不僅普及瞭科學知識，更點燃瞭我對科技創新的熱情。這本書的閱讀體驗非常愉快，我完全沉浸在知識的海洋中，忘記瞭時間的流逝。

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這本書絕對是新能源領域的一本重量級作品！我之前涉足鋰離子電池的領域，但對電解質這個關鍵組成部分一直覺得有些模糊。讀瞭這本書，簡直是大開眼界！作者用一種非常清晰且循序漸進的方式，將復雜深奧的電解質科學原理娓娓道來。從基礎的離子導電機製，到各種電解質材料（液態、固態、凝膠態）的詳細介紹，再到它們在不同電池體係中的應用和性能影響，都做瞭深入淺齣的剖析。尤其讓我印象深刻的是，書中不僅講解瞭理論知識，還結閤瞭大量的實驗數據和案例分析，這讓我在理解概念的同時，也能夠感受到實際應用的魅力。書中的插圖和錶格非常精美，很多復雜的化學結構和反應機理都通過直觀的圖示得以展現，大大降低瞭閱讀的門檻。對於我這樣一個非專業背景的研究者來說，這本書無疑打開瞭一扇新的大門，讓我對鋰離子電池的內在機製有瞭更深刻的認識，也為我後續的研究提供瞭寶貴的理論指導和思路啓發。我尤其喜歡書中關於未來電解質發展趨勢的探討，那部分內容充滿瞭前瞻性和啓發性，讓我對接下來的技術革新充滿期待。

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