套装 钠离子电池 材料 表征与技术 上下卷 套装全2册 玛拉 马格达莱纳 蒂廷斯 钠离子电池材料理论技术应用书籍

商品名称：

钠离子电池 材料 表征与技术 上卷+下卷 全2册

作 者：

[罗马尼亚]玛拉-马格达莱纳·蒂廷斯（Maria-Magdalena Titirici）[德]菲利普·阿德尔海姆（Philipp Adelhelm）, [中]胡勇胜（Yong-Sheng Hu）

市 场 价：

329.80元

ISBN 号：

9787111773207； 9787111778097

出 版 社：

机械工业出版社

《钠离子电池：材料、表征与技术（上卷）》

译者序

前言

第1章 钠离子电池石墨负极 // 1

1.1 概述 // 1

1.2 石墨与石墨嵌入化合物（GIC） // 1

1.3 石墨作为锂/钠离子负极材料 // 3

1.3.1 石墨在锂离子电池中的应用（富锂二元GIC） // 3

1.3.2 在钠离子电池中使用石墨的问题（缺乏富钠二元GIC） // 4

1.3.3 在钠离子电池中使用石墨的解决策略（利用富钠的三元GIC） // 4

1.4 石墨在钠离子电池中应用的最新进展 // 6

1.4.1 循环过程中晶格和电极膨胀 // 6

1.4.2 电解质影响 // 8

1.4.3 温度影响 // 9

1.4.4 理化性质 // 10

1.4.5 SEI // 12

1.4.6 增加容量 // 13

1.5 展望 // 14

参考文献 // 14

第2章 钠离子电池硬碳负极 // 20

2.1 概述 // 20

2.2 硬碳结构特征 // 22

2.3 硬碳材料表征 // 22

2.3.1 碳层间距及无序度 // 23

2.3.2 缺陷表征 // 25

2.3.3 孔结构表征 // 27

2.3.4 表面成分及电极-电解液界面表征 // 28

2.3.5 其他原位/非原位表征技术应用 // 29

2.4 硬碳储钠机理 // 31

2.5 钠离子电池硬碳负极分类 // 33

2.5.1 生物质衍生硬碳 // 33

2.5.2 杂原子掺杂硬碳 // 35

2.5.3 其他硬碳材料 // 39

2.5.4 软硬碳复合材料 // 40

2.6 总结与展望 // 41

附录 常用缩写词 // 42

参考文献 // 42

第3章 钠离子电池合金型负极 // 48

3.1 概述 // 48

3.2 合金型负极材料面临的主要挑战 // 48

3.2.1 体积膨胀 // 48

3.2.2 不稳定的SEI膜 // 49

3.2.3 电压滞后 // 49

3.2.4 电化学反应机理 // 50

3.3 高性能合金型负极的实现策略 // 50

3.3.1 纳米结构 // 50

3.3.2 形貌和电极结构调控 // 51

3.3.3 结构工程 // 51

3.3.4 表面工程 // 52

3.3.5 复合材料设计 // 52

3.4 合金负极改性 // 53

3.4.1 磷（P） // 53

3.4.2 硅（Si） // 56

3.4.3 锡（Sn） // 56

3.4.4 锗（Ge） // 58

3.4.5 锑（Sb） // 59

3.4.6 铋（Bi） // 61

3.4.7 金属间化合物 // 63

3.5 总结 // 64

参考文献 // 65

第4章 钠基层状氧化物正极材料 // 73

4.1 结构类型 // 74

4.2 高电压镍基层状氧化物 // 76

4.2.1 概述 // 76

4.2.2 一元Ni基层状氧化物 // 76

4.2.3 二元Ni/Fe基层状氧化物 // 77

4.2.4 二元Ni/Mn基层状氧化物 // 77

4.2.5 结论与展望 // 81

4.3 低成本Mn及Fe基层状氧化物 // 81

4.3.1 概述 // 81

4.3.2 一元Mn和Fe基层状氧化物 // 82

4.3.3 二元Mn/Fe基层状氧化物 // 83

4.3.4 掺杂的二元Mn/Fe基层状氧化物 // 85

4.3.5 结论与展望 // 87

4.4 阴离子参与氧化还原的层状正极材料 // 87

4.4.1 概述 // 87

4.4.2 增强氧的氧化还原活性及其可逆性的方法 // 88

4.4.3 结论与展望 // 92

4.5 总结与未来发展趋势 // 92

参考文献 // 92

第5章 钠离子电池聚阴离子类磷酸盐正极材料 // 102

5.1 引言 // 102

5.2 磷酸盐类电极材料 // 104

5.2.1 过渡金属磷酸钠（PO43−） // 104

5.2.2 过渡金属偏磷酸钠(PO43−)3 // 106

5.2.3 过渡金属焦磷酸钠（P2O74−） // 108

5.2.4 过渡金属氧磷酸钠（OPO4） // 110

5.2.5 过渡金属氟磷酸钠 // 112

5.2.6 氟化氧磷酸钒钠Na3V2(PO4)2F3−xOx(0≤x≤2) // 113

5.2.7 过渡金属亚硝酸钠Na2MⅡ2(PO3)3N和Na3MⅢ(PO3)3N // 116

5.3 混合聚阴离子类电极材料 // 117

5.3.1 磷酸盐-焦磷酸盐混合聚阴离子化合物[(PO4)(P2O7)] // 117

5.3.2 碳酸盐-磷酸盐混合聚阴离子化合物[(CO3)(PO4)] // 121

5.4 总结与展望 // 122

参考文献 // 125

第6章 钠离子电池的普鲁士蓝电极 // 133

6.1 概述 // 133

6.2 结构与化学键 // 133

6.3 影响电化学行为的因素 // 135

6.3.1 结构转变 // 135

6.3.2 空位和水分子 // 136

6.4 合成策略 // 137

6.4.1 溶液共沉积法 // 137

6.4.2 水热法/溶剂热法 // 137

6.4.3 电镀 // 138

6.5 水性钠离子电池 // 138

6.5.1 单氧化还原PBA // 138

6.5.2 多电子氧化还原PBA // 139

6.5.3 全PBA水性钠离子全电池（ASIB） // 140

6.6 非水性SIB // 141

6.6.1 NaxM[Fe(CN)6]−单氧化还原位点 // 141

6.6.2 NaxM[Fe(CN)6]−多氧化还原位点 // 143

6.6.3 NaxM[A(CN)6]−改变C-配位金属 // 144

6.7 商业化实用性 // 145

6.8 挑战和未来方向 // 145

参考文献 // 146

第7章 利用原位X射线和中子散射技术从原子尺度研究

钠离子电池 // 151

7.1 原位研究的重要性和优点 // 151

7.2 原位X射线粉末衍射 // 154

7.2.1 X射线源和探测器的选择 // 154

7.2.2 设计基于X射线粉末衍射的原位电池 // 156

7.2.3 构建适用于原位X射线衍射实验的钠离子电池 // 157

7.2.4 X射线粉末衍射数据的分析 // 159

7.3 基于原位X射线粉末衍射技术研究钠离子电池的实例 // 160

7.4 能提供结构信息的其他原位技术 // 162

7.4.1 中子粉末衍射 // 162

7.4.2 利用全散射和对分布函数分析局域原子结构 // 163

参考文献 // 166

第8章 钠离子电池的核磁共振研究 // 170

8.1 概述 // 170

8.2 电池材料的NMR相互作用 // 171

8.2.1 四极相互作用 // 171

8.2.2 顺磁作用 // 173

8.2.3 奈特位移 // 174

8.3 电池材料NMR谱的采集 // 175

8.3.1 魔角旋转 // 175

8.3.2 电池材料的非原位NMR表征 // 177

8.3.3 电化学池的工况原位/现场原位NMR检测 // 178

8.4 案例 // 180

8.4.1 碳基负极的嵌钠反应 // 180

8.4.2 正极材料的固体NMR研究 // 188

8.4.3 NaPF6−基电解液的分解 // 192

8.5 总结与展望 // 194

参考文献 // 195

第9章 钠离子电池电极材料模拟 // 203

9.1 概述 // 203

9.2 密度泛函理论和分子动力学模拟 // 203

9.2.1 DFT模拟中的近似值 // 204

9.2.2 吸附能和插层能 // 204

9.2.3 相稳定性 // 205

9.2.4 电压曲线 // 205

9.2.5 钠迁移和扩散 // 205

9.3 正极材料 // 206

9.3.1 层状正极材料 // 206

9.3.2 聚阴离子正极材料 // 209

9.3.3 普鲁士蓝类似物 // 214

9.4 负极材料 // 215

9.4.1 碳基负极材料 // 215

9.4.2 二维负极材料 // 218

9.4.3 层状负极材料 // 220

9.4.4 合金钠离子电池负极材料 // 225

9.5 总结 // 228

致谢 // 229

参考文献 // 229

第10章 对分布函数在钠离子电池研究中的应用 // 237

10.1 全散射及对分布函数（PDF）简介 // 237

10.1.1 常规晶体分析（布拉格衍射）和全散射 // 237

10.1.2 对分布函数的定义 // 238

10.1.3 获得对分布函数的实验方法 // 239

10.1.4 电池材料数据收集方法 // 240

10.2 分析对分布函数 // 242

10.2.1 独立于模型的分析 // 242

10.2.2 PDF分析建模 // 243

10.3 钠离子对分布函数分析电池材料 // 245

10.3.1 硬碳阳极 // 245

10.3.2 锡阳极 // 250

10.3.3 锑阳极 // 252

10.3.4 Na(Ni2/3Sb1/3)O2中的局域阳离子有序度 // 254

10.3.5 水钠锰矿材料 // 255

10.3.6 电解质 // 257

10.4 对分布函数应用的前景 // 258

参考文献 // 259

《钠离子电池：材料、表征与技术（下卷）》

译者序

前言

第11章 钠离子电池醚类和酯类电解液 // 1

11.1 概述 // 1

11.2 钠离子电池酯类电解液 // 2

11.3 钠离子电池醚类电解液 // 10

11.4 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 // 21

12.1 概述 // 21

12.2 钠离子基离子液体电解质 // 22

12.2.1 离子液体电解质化学及物化性能 // 22

12.2.2 离子液体电解质在钠二次电池中的应用 // 27

12.2.3 使用离子液体电解质的钠离子二次电池界面研究 // 31

12.3 固态凝胶聚合物电解质 // 33

12.4 钠电池电解液分子模拟 // 36

12.4.1 钠离子物理化学性质 // 36

12.4.2 钠电池超浓离子液体 // 36

12.4.3 钠电池聚合物电解质 // 39

12.5 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 // 50

13.1 概述 // 50

13.2 β/β″-氧化铝 // 51

13.3 NaSICON材料 // 54

13.4 Na5YSi4O12型硅酸盐 // 56

13.5 离子电导率 // 57

13.6 热膨胀 // 61

13.7 微观结构与加工 // 63

13.8 电池发展现状 // 66

13.9 总结与展望 // 68

参考文献 // 69

第14章 钠离子电池中的聚合物 // 82

I 钠离子电池电极中的聚合物 // 82

14.1 电池电极简介 // 82

14.2 作为活性材料的聚合物 // 83

14.2.1 含羰基官能团的聚合物 // 83

14.2.2 席夫碱聚合物 // 87

14.2.3 导电聚合物 // 87

14.2.4 有机自由基聚合物 // 88

14.2.5 氧化还原活性共价有机框架 // 88

14.2.6 聚合物作为活性材料的总结 // 90

14.3 作为活性材料前驱体的聚合物 // 90

14.4 聚合物作为黏结剂 // 90

14.4.1 黏结剂的作用 // 90

14.4.2 黏结机制 // 93

14.4.3 黏结剂性能 // 95

14.4.4 正极黏结剂 // 97

14.4.5 负极黏结剂 // 97

14.4.6 先进黏结剂的设计策略 // 100

14.4.7 聚合物作为黏结剂的总结 // 103

Ⅱ 聚合物在钠离子电池电极-电解质界面中的应用 // 103

14.5 界面设计注意事项 // 103

14.6 聚合物添加剂和寡聚物电解质 // 105

14.7 钠金属电极上的聚合物界面 // 106

14.8 原位聚合的ASEIs和复合的ASEIs // 106

14.9 界面聚合物层的插入 // 107

Ⅲ 钠离子电池电解质中的聚合物 // 109

14.10 电解质概述 // 109

14.11 聚合物隔膜 // 110

14.12 聚合物电解质 // 112

14.12.1 固态聚合物电解质 // 113

14.12.2 复合聚合物电解质 // 114

14.12.3 有机凝胶和离子凝胶聚合物电解质 // 118

14.12.4 生物聚合物电解质 // 120

14.12.5 离子聚合物：聚阴离子和交联离聚物 // 121

14.13 全聚合物的钠离子电池 // 123

14.14 结论 // 125

参考文献 // 125

第15章 固态钠电池 // 142

Ⅰ 固态电池架构优势 // 143

15.1 能量密度 // 143

15.2 功率密度 // 146

15.3 安全性 // 146

15.4 长循环稳定性 // 147

Ⅱ 无机固体电解质的离子电导率 // 147

15.5 阴离子和迁移阳离子亚晶格 // 148

15.6 离子迁移率 // 149

15.6.1 电导率基本公式 // 149

15.6.2 在无机固体电解质中的迁移路径 // 150

15.6.3 从随机游走理论到Arrhenius型关系的电导率 // 150

15.7 超离子导体设计 // 153

15.7.1 通过增加缺陷浓度增加离子电导率 // 153

15.7.2 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 // 155

15.7.3 关于可移动阳离子阻碍的更普遍概念 // 156

15.8 微尺度/亚尺度的离子电导率 // 157

15.8.1 多晶型无机固体电解质 // 157

15.8.2 无机固体电解质的阻抗谱 // 159

Ⅲ 电极-无机固体电解质界面 // 161

15.9 电极/固体电解质界面稳定性 // 162

15.9.1 电化学反应 // 162

15.9.2 化学反应 // 165

15.10 界面电阻 // 167

15.11 在剥离条件下金属负极|ISE界面的动力学 // 168

15.11.1 剥离过程中界面接触损失的实验证据 // 168

15.11.2 剥离的理论模型 // 169

15.11.3 阻止空隙形成的方法 // 172

15.12 金属负极|ISE界面在电沉积条件下的动力学 // 174

15.13 正极|ISE界面机械稳定性 // 177

15.13.1 邻接相的机械性能 // 177

15.13.2 正极复合物的微结构、加工途径和复合 // 178

Ⅳ Na-ISE家族索引 // 179

15.14 氧化物ISE // 179

15.14.1 Na-β/β′′-氧化铝 // 179

15.14.2 NaSICONs // 180

15.14.3 氧化物ISE的优势与挑战 // 180

15.15 硫化物与硒化物 // 181

15.16 硼氢化物和衍生物 // 182

15.17 卤化物 // 183

15.18 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 // 193

16.1 概述 // 193

16.2 老化（循环寿命和日历寿命） // 193

16.3 组件保存期和稳定性 // 195

16.3.1 阴极成分 // 195

16.3.2 电解质 // 195

16.4 电池性能和寿命 // 195

16.4.1 界面稳定性（阳极和阴极） // 196

16.4.2 电解质稳定性 // 198

16.4.3 电极材料的退化 // 198

16.4.4 隔膜退化 // 200

16.5 安全性 // 200

16.5.1 电池退化对其安全性和耐滥用性的影响 // 200

16.5.2 电池失效和耐滥用性 // 203

16.5.3 安全运输 // 208

16.6 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 // 217

17.1 概述 // 217

17.1.1 背景介绍 // 217

17.1.2 生命周期评估 // 218

17.2 锂离子电池和钠离子电池的环境影响现状 // 219

17.2.1 当前与锂离子电池有关的环境问题和生命周期评估研究 // 219

17.2.2 钠离子电池的环境绩效现状 // 220

17.3 钠离子电池的生命周期评估现状更新 // 222

17.3.1 评估框架 // 223

17.3.2 电池模型 // 223

17.3.3 生命周期评估的结果 // 224

17.4 讨论 // 226

17.5 结论 // 228

致谢 // 229

参考文献 // 229

第18章 室温钠离子电池的应用 // 234

18.1 钠离子电池技术研究的里程碑 // 234

18.2 钠离子电池研发公司的发展状态 // 236

18.2.1 欧洲公司 // 236

18.2.2 美国公司 // 237

18.2.3 中国公司 // 237

18.2.4 日本公司 // 240

18.3 钠离子电池和其他可充电电池的对比及其潜在市场 // 241

18.4 对不同应用的潜在钠离子电池产品的特定要求 // 242

18.5 有限且分布不均的锂资源 // 243

18.6 各国政府对钠离子电池商业化的支持 // 244

18.6.1 欧洲 // 244

18.6.2 美国 // 244

18.6.3 中国 // 245

18.7 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 // 247

19.1 钠离子电池及其高功率应用 // 247

19.1.1 钠离子电池负极材料 // 247

19.1.2 钠离子电池正极材料 // 252

19.2 钠离子电容器（NICs） // 255

19.3 高功率体系电解液 // 258

19.4 结论 // 261

参考文献 // 261

第20章 可充电海水电池 // 270

20.1 概述 // 270

20.2 可充电海水电池的基本信息 // 271

20.2.1 海水电池的历史 // 271

20.2.2 工作原理及电池部件 // 272

20.2.3 正极反应 // 273

20.3 可充电海水电池的材料 // 277

20.3.1 正极 // 277

20.3.2 固态电解质 // 281

20.3.3 负极 // 283

20.4 电池制造与应用 // 289

20.4.1 纽扣电池设计 // 289

20.4.2 方形电池与组件设计 // 289

20.4.3 应用 // 293

20.5 挑战与展望 // 294

20.5.1 正极 // 294

20.5.2 固态电解质 // 295

20.5.3 负极 // 295

20.5.4 电池生产 // 295

致谢 // 296

参考文献 // 296

《钠离子电池：材料、表征与技术（上卷）》

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。

《钠离子电池：材料、表征与技术（下卷）》

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。

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：中国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。