钠离子电池 材料表征与技术 下卷 胡勇胜 谢飞 智能电动汽车新能源汽车储能技术应用书籍 锂离子电池

随着锂资源不足的问题日渐凸显，发展不受资源束缚的钠离子电池逐渐成为新能源行业的焦点之一。本书分

为上、下两卷，对钠离子电池的负极材料（石墨、硬碳、合金负极）、正极材料（层状氧化物、聚阴离子化

合物、普鲁士蓝）、电解液（碳酸酯电解液、醚基电解液、离子液体）、固体电解质（聚合物电解质、氧化

物电解质）、电池界面、表征手段、理论计算、失效机制、安全性、固态电池、环境适应性及生命周期评估、

产业化应用等进行了系统概述，同时对高功率器件、海水电池等技术进行了介绍。书中对各类关键材料及涉

及的基础科学问题、技术、理论等研究现状和产业应用发展等进行了全面讨论，为研究人员提供了钠离子电

池从材料、理论，到技术与应用的全方位资料，希望能对钠离子电池的研究发展和产业化略尽绵薄之力。本

书适用于从事二次电池、新能源储能行业的有关人员学习参考，也可作为高校新能源相关专业师生的参考书。

编辑引荐

1.本书旨在提供钠离子电池材料发展的新进展，分为上、下两卷，系统全面阐述了钠离子电池材料、表征与技

术，提供了从基础研究到产业应用的全方位指南，助力钠离子电池基础研究与产业化进程，推动储能技术创新

发展。2.本书覆盖了钠离子电池的材料、表征、应用、安全、商业化等相关内容，由来自不同**的专家们执

笔，内容系统，学术前沿。（1）材料体系全面覆盖。聚焦钠离子电池核心材料，涵盖石墨、硬碳、合金负极，

层状氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝正极，以及电解液、固体电解质等关键组分。通过对比分析锂/钠体系

差异，揭示材料设计的科学本质，为突破钠电性能瓶颈提供理论支撑。（2）前沿表征与理论深度结合。创造性

整合X射线/中子散射、核磁共振、对分布函数（PDF）等表征技术，结合密度泛函理论（DFT）与分子动力学

模拟，从原子尺度解析钠离子存储机制、界面演化及失效行为。书中详述原位实验设计与数据分析方法，为科

研人员提供“从现象到机理”的全流程研究范式。（3）产学研融合导向。不仅涵盖实验室级材料探索，更延伸

至失效机制、安全性评估、环境适应性及拓展应用场景（如高功率器件、海水电池）。通过剖析中科海钠等企业

示范案例，架起基础研究与工程落地的桥梁，助力读者把握技术商业化脉络。3.本书可以帮助科研人员可快速定

位领域研究空白，启发创新方向；可以帮助工程技术人员熟悉工艺开发与性能提升；可以帮助高校师生深化知识

理解；可以帮助政策制定与投资者厘清技术经济性，规避投资风险。

译者序前言第11章　钠离子电池醚类和酯类电解液　// 111.1　概述　// 111.2　钠离子电池酯类电解液　// 211.3

　钠离子电池醚类电解液　// 1011.4　总结与展望　// 15参考文献　// 15第12章　离子液体及聚合物基电解质在

钠电池中的应用　// 2112.1　概述　// 2112.2　钠离子基离子液体电解质　// 2212.2.1　离子液体电解质化学及

物化性能　// 2212.2.2　离子液体电解质在钠二次电池中的应用　// 2712.2.3　使用离子液体电解质的钠离子二

次电池界面研究　// 3112.3　固态凝胶聚合物电解质　// 3312.4　钠电池电解液分子模拟　// 3612.4.1　钠离子

物理化学性质　// 3612.4.2　钠电池**浓离子液体　// 3612.4.3　钠电池聚合物电解质　// 3912.5　总结与展望

　// 41缩略词　// 42参考文献　// 42第13章　钠电池固态电解质材料—氧化物钠离子导体的发展历程及性质　

// 5013.1　概述　// 5013.2　β/β″-氧化铝　// 5113.3　NaSICON材料　// 5413.4　Na5YSi4O12型硅酸盐

　// 5613.5　离子电导率　// 5713.6　热膨胀　// 6113.7　微观结构与加工　// 6313.8　电池发展现状　//

 6613.9　总结与展望　// 68参考文献　// 69第14章　钠离子电池中的聚合物　// 82I　钠离子电池电极中的

聚合物　// 8214.1　电池电极简介　// 8214.2　作为活性材料的聚合物　// 8314.2.1　含羰基官能团的聚合物

　// 8314.2.2　席夫碱聚合物　// 8714.2.3　导电聚合物　// 8714.2.4　有机自由基聚合物　// 8814.2.5　氧

化还原活性共价有机框架　// 8814.2.6　聚合物作为活性材料的总结　// 9014.3　作为活性材料前驱体的聚合

物　// 9014.4　聚合物作为黏结剂　// 9014.4.1　黏结剂的作用　// 9014.4.2　黏结机制　// 9314.4.3　黏结

剂性能　// 9514.4.4　正极黏结剂　// 9714.4.5　负极黏结剂　// 9714.4.6　先进黏结剂的设计策略　// 

10014.4.7　聚合物作为黏结剂的总结　// 103Ⅱ　聚合物在钠离子电池电极-电解质界面中的应用　// 10314.5

　界面设计注意事项　// 10314.6　聚合物添加剂和寡聚物电解质　// 10514.7　钠金属电极上的聚合物界面

　// 10614.8　原位聚合的ASEIs和复合的ASEIs　// 10614.9　界面聚合物层的插入　// 107Ⅲ　钠离子电池

电解质中的聚合物　// 10914.10　电解质概述　// 10914.11　聚合物隔膜　// 11014.12　聚合物电解质　//

 11214.12.1　固态聚合物电解质　// 11314.12.2　复合聚合物电解质　// 11414.12.3　有机凝胶和离子凝胶

聚合物电解质　// 11814.12.4　生物聚合物电解质　// 12014.12.5　离子聚合物：聚阴离子和交联离聚物　//

 12114.13　全聚合物的钠离子电池　// 12314.14　结论　// 125参考文献　// 125第15章　固态钠电池　// 

142Ⅰ　固态电池架构优势　// 14315.1　能量密度　// 14315.2　功率密度　// 14615.3　安全性　// 14615.4

　长循环稳定性　// 147Ⅱ　无机固体电解质的离子电导率　// 14715.5　阴离子和迁移阳离子亚晶格　// 

14815.6　离子迁移率　// 14915.6.1　电导率基本公式　// 14915.6.2　在无机固体电解质中的迁移路径　// 

15015.6.3　从随机游走理论到Arrhenius型关系的电导率　// 15015.7　**离子导体设计　// 15315.7.1　通过

增加缺陷浓度增加离子电导率　// 15315.7.2　悖论：为什么降低迁移的能量屏障并不能总是提高离子电导率　

// 15515.7.3　关于可移动阳离子阻碍的更普遍概念　// 15615.8　微尺度/亚尺度的离子电导率　// 15715.8.1

　多晶型无机固体电解质　// 15715.8.2　无机固体电解质的阻抗谱　// 159Ⅲ　电极-无机固体电解质界面　// 

16115.9　电极/固体电解质界面稳定性　// 16215.9.1　电化学反应　// 16215.9.2　化学反应　// 16515.10　

界面电阻　// 16715.11　在剥离条件下金属负极|ISE界面的动力学　// 16815.11.1　剥离过程中界面接触损失

的实验证据　// 16815.11.2　剥离的理论模型　// 16915.11.3　阻止空隙形成的方法　// 17215.12　金属负极

|ISE界面在电沉积条件下的动力学　// 17415.13　正极|ISE界面机械稳定性　// 17715.13.1　邻接相的机械性能

　// 17715.13.2　正极复合物的微结构、加工途径和复合　// 178Ⅳ　Na-ISE家族索引　// 17915.14　氧化物

ISE　// 17915.14.1　Na-β/β′′-氧化铝　// 17915.14.2　NaSICONs　// 18015.14.3　氧化物ISE的优势与挑战

　// 18015.15　硫化物与硒化物　// 18115.16　硼氢化物和衍生物　// 18215.17　卤化物　// 18315.18　总

结　// 183参考文献　// 183第16章　钠离子电池的老化、退化、失效机制与安全　// 19316.1　概述　// 

19316.2　老化（循环寿命和日历寿命）　// 19316.3　组件保存期和稳定性　// 19516.3.1　阴极成分　// 

19516.3.2　电解质　// 19516.4　电池性能和寿命　// 19516.4.1　界面稳定性（阳极和阴极）　// 19616.4.2

　电解质稳定性　// 19816.4.3　电极材料的退化　// 19816.4.4　隔膜退化　// 20016.5　安全性　// 20016.5.1

　电池退化对其安全性和耐滥用性的影响　// 20016.5.2　电池失效和耐滥用性　// 20316.5.3　安全运输　// 

20816.6　总结　// 209常用缩写词　// 210参考文献　// 211第17章　钠离子电池的环境适应性与生命周期评

估发展现状　// 21717.1　概述　// 21717.1.1　背景介绍　// 21717.1.2　生命周期评估　// 21817.2　锂离子

电池和钠离子电池的环境影响现状　// 21917.2.1　当前与锂离子电池有关的环境问题和生命周期评估研究　// 

21917.2.2　钠离子电池的环境绩效现状　// 22017.3　钠离子电池的生命周期评估现状更新　// 22217.3.1　评

估框架　// 22317.3.2　电池模型　// 22317.3.3　生命周期评估的结果　// 22417.4　讨论　// 22617.5　结论

　// 228致谢　// 229参考文献　// 229第18章　室温钠离子电池的应用　// 23418.1　钠离子电池技术研究的里

程碑　// 23418.2　钠离子电池研发公司的发展状态　// 23618.2.1　欧洲公司　// 23618.2.2　美国公司　// 

23718.2.3　**公司　// 23718.2.4　日本公司　// 24018.3　钠离子电池和其他可充电电池的对比及其潜在市场

　// 24118.4　对不同应用的潜在钠离子电池产品的特定要求　// 24218.5　有限且分布不均的锂资源　// 24318.6

　各国政府对钠离子电池商业化的支持　// 24418.6.1　欧洲　// 24418.6.2　美国　// 24418.6.3　**　// 

24518.7　总结和展望　// 245参考文献　// 245第19章　高功率钠离子电池与钠离子电容器　// 24719.1　钠离

子电池及其高功率应用　// 24719.1.1　钠离子电池负极材料　// 24719.1.2　钠离子电池正极材料　// 25219.2　

钠离子电容器（NICs）　// 25519.3　高功率体系电解液　// 25819.4　结论　// 261参考文献　// 261第20章　

可充电海水电池　// 27020.1　概述　// 27020.2　可充电海水电池的基本信息　// 27120.2.1　海水电池的历史　

// 27120.2.2　工作原理及电池部件　// 27220.2.3　正极反应　// 27320.3　可充电海水电池的材料　// 27720.3.1

　正极　// 27720.3.2　固态电解质　// 28120.3.3　负极　// 28320.4　电池制造与应用　// 28920.4.1　纽扣电池

设计　// 28920.4.2　方形电池与组件设计　// 28920.4.3　应用　// 29320.5　挑战与展望　// 29420.5.1　正极　

// 29420.5.2　固态电解质　// 29520.5.3　负极　// 29520.5.4　电池生产　// 295致谢　// 296参考文献　// 296

Maria-Magdalena Titirici：英国帝国理工学院可持续能源材料首席，英国皇家工程院新兴可持续发

展技术首席。Philipp Adelhelm：德国柏林洪堡大学物理化学领域教授，同时在德国材料与能源洪堡

中心领导原位电池分析课题组。胡勇：**科学院物理研究所研究员、清洁能源实验室主任、中科海

钠创始人。