《锂二次电池原理、关键材料及应用》是“先进化工材料关键技术丛书”的一个分册。

锂二次电池作为新能源材料之一仍处于蓬勃发展之中。本书全面论述了锂离子二次电池（锂离子电池、锂空气电池和锂硫电池等）领域关键材料和新技术，主要内容包括锂离子电池的发展、锂离子电池正极材料、锂离子电池负极材料、锂离子电池电解质、锂离子电池隔膜、锂硫电池、锂空气（氧气）电池、锂离子电池生产技术、锂离子电池的应用等。全书内容以作者长期科研实践经验为基础，许多内容反映了该领域的前沿和应关注的关键问题。

本书内容丰富、实用，可以作为我国从事电池、锂离子电池研究、生产和使用的广大科技人员、工程技术人员有价值的工具书和指导书，也可作为高等院校电化学、新能源材料、新材料等专业师生的有益参考书。

章  绪论 001

节  可再生能源的能量存储和利用 002

第二节  早期的金属锂电池研究 002

第三节  锂离子电池体系的形成 004

第四节  锂离子电池的发展 005

一、锂离子电池正极材料 006

二、锂离子电池负极材料 009

三、金属锂负极 010

四、锂离子电池隔膜 012

五、锂离子电池液体电解质 014

六、锂离子电池表征技术 015

七、储能电池新体系与技术展望 016

八、锂离子电池的应用 018

参考文献 019



第二章  锂离子电池正极材料 023

节  层状化合物 026

一、钴酸锂层状材料 027

二、镍酸锂层状材料 030

三、NCA层状材料 035

四、三元层状材料 036

五、富锂层状材料 041

六、Li1 xV3O8层状材料 048

第二节  尖晶石化合物 054

一、尖晶石LiMn2O4 054

二、尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4高压正极材料 057

第三节  聚阴离子型LiFePO4化合物 063

第四节  钒氧化物正极材料 067

第五节  氟化物 070

参考文献 078



第三章  锂离子电池负极材料 085

节  概述 086

第二节  金属锂负极 087

一、锂枝晶的成核模型 088

二、锂枝晶的成核机制与成核时间 096

三、抑制锂枝晶的策略 099

第三节  嵌锂型负极 100

一、碳基材料 101

二、过渡金属氮化物 108

第四节  锂合金负极 109

一、硅基合金负极 110

二、锡基合金负极 115

三、锑基合金负极 117

四、合金材料的制备方法 117

第五节  转换反应负极 119

一、转换反应负极的储锂机制 120

二、转换反应负极的类型 122

参考文献 127



第四章  锂离子电池电解质 133

节  液体电解质 134

一、液体电解质概述 134

二、有机液体电解质 135

三、离子液体电解质 154

四、液体电解质的问题及发展趋势 165

第二节  聚合物电解质 166

一、聚合物电解质的类型及性质 167

二、聚合物电解质的制备 177

三、聚合物电解质的发展趋势 179

第三节  无机固体电解质 181

一、钙钛矿型 182

二、NASICON型 183

三、LISICON型 183

四、层状Li3N型 184

五、氧化物玻璃电解质 184

六、硫化物玻璃电解质 185

七、Garnet型锂离子固态电解质 185

参考文献 187



第五章  锂离子电池隔膜 192

节  锂离子电池隔膜概述 193

第二节  聚烯烃隔膜 196

第三节  复合隔膜 200

一、无机涂层 200

二、聚合物涂层 202

三、有机/无机复合涂层 204

四、原位复合 205

第四节  新体系隔膜 209

一、聚对苯二甲酸乙二酯 210

二、聚酰亚胺 210

三、间位芳纶 212

四、聚对亚苯基苯并二唑 213

五、纤维素隔膜 214

第五节  锂离子电池隔膜发展趋势 216

参考文献 216



第六章  锂硫电池 219

节  锂硫电池概述 220

一、锂硫电池的电化学工作原理 220

二、锂硫电池存在的问题 221

第二节  锂硫电池正极材料 222

一、多孔碳 222

二、非碳正极材料 231

第三节  锂硫电池功能性中间层及改性隔膜 242

第四节  锂硫电池电解质 248

第五节  锂硫电池的发展趋势 250

参考文献 250



第七章  锂空气（氧气）电池 258

节  概述 259

一、锂氧气电池体系 260

二、锂氧气电池循环机理 262

第二节  锂氧气电池正极材料 264

一、正极材料的研究进展 264

二、高稳定性自支撑锂氧气电池正极 272

第三节  锂氧气电池电解质 278

一、锂氧气电池液体电解质有机溶剂 278

二、锂氧气电池液体电解质锂盐 281

三、锂氧气电池液体电解质添加剂 281

参考文献 283



第八章  锂离子电池生产技术 289

节  锂离子电池结构及设计 290

一、锂离子电池的结构 290

二、锂离子电池的设计 293

三、锂离子电池的安全性 297

第二节  锂离子电池生产工艺 300

一、圆柱锂离子电池的生产流程 302

二、软包锂离子电池的生产流程 308

三、方形铝壳锂离子电池的生产流程 310

参考文献 311



第九章  锂离子电池的应用 312

节  锂离子电池在新能源汽车中的应用 313

一、新能源汽车概述 313

二、锂离子电池在纯电动汽车中的应用 315

三、锂离子电池在混合动力汽车中的应用 317

第二节  锂离子电池在军事领域的应用 319

一、在陆军装备中的应用 320

二、在海军装备中的应用 321

三、在航空领域中的应用 322

四、在航天领域中的应用 323

第三节  锂离子电池在储能及其他方面的应用 324

一、锂离子电池在储能方面的应用 324

二、动力锂离子电池的梯次利用 325

三、锂离子电池在电子产品方面的应用 327

四、锂离子电池在其他方面的应用 327

参考文献 328



索引 329