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| 內容簡介： |
《锂离子电池材料与技术》以党的二十大报告中“深入推进能源革命”为指引，系统介绍了锂离子电池的基础知识、四大主材、电池制备、电池测试及新一代电池的展望等。全书共9章，即锂离子电池概述、正极材料、负极材料、电解液、隔膜、扣式锂离子电池制备、圆柱形锂离子电池制备、锂离子电池材料性能测试与表征和新一代电池的展望。
本书既有丰富具体、全面系统的理论知识，又有锂离子电池产业的实践和经验，同时配套了二维码数字资源，适合作为高等职业教育储能材料工程技术（职业本科）、储能材料技术（高职专科）相关专业的教材，也可供从事锂离子电池相关工作的企业技术人员、管理人员参考。
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| 關於作者： |
罗大为，深圳职业技术学院材料与环境工程学院副院长、教授，博士。工信部电池制造高 级工程师，辽宁科技大学硕士生导师，广西现代职业技术学院客座教授，超材料电磁调制技术国家重点实验室客座研究员，广东省先进电池科研创新团队负责人，深圳市分析测试协会化工测试专委会副主任委员，深圳市高端能源制造集群专家委员会委员，深圳市新材料产业专利导航项目专家顾问，受邀担任《当代化工研究》期刊编委，以及J Alloy Compd.、Powder Technol.等多个期刊审稿人。
主要从事锂离子电池关键材料的研究，主持广东省自然科技基金、深圳市科技计划项目等纵向项目10 项，主持企业横向项目6 项。在Journal of MaterialsChemistry A、Solid State Ionics 等发表论文61 篇，其中SCI 收录32 篇。申请国家发明专利13 项，目前已授权7 项，成功转让1 项。参与起草锂离子电池相关的国家行业职业标准和地方标准2 项，撰写专著1 部。曾策划并组织实施了2022 年深圳市光明区第 二届职业技能竞赛（新材料项目）。曾荣获第 二十五届全国发明展览会银奖1 项，相关研究曾被“学习强国”和“深圳卫视”等多家媒体报道。
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| 目錄：
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第1章锂离子电池概述001
1.1锂离子电池的由来和发展001
1.2锂离子电池的应用004
1.2.1电子消费品005
1.2.2电动交通工具005
1.2.3储能和工业领域008
1.3锂离子电池的概念与分类009
1.3.1概念009
1.3.2分类009
1.4锂离子电池的工作原理011
1.5锂离子电池的优缺点013
1.5.1优点013
1.5.2缺点014
1.6相关术语014
1.6.1理论克容量014
1.6.2电池设计容量015
1.6.3N/P比015
1.6.4涂层的压实密度及孔隙率015
1.6.5首效016
1.6.6能量密度016
1.6.7功率密度016
1.6.8电池充放电倍率016
1.6.9荷电状态017
1.6.10内阻017
1.6.11电池自放电017
1.6.12电池的寿命017
1.6.13电池组的一致性018
1.6.14化成018
1.7锂离子电池面临的机遇和挑战018
1.7.1政策机遇019
1.7.2产业现状020
1.7.3面临的挑战023
课后作业024
第2章正极材料027
2.1正极材料的特点及分类027
2.1.1正极材料的特点027
2.1.2正极材料的分类028
2.2层状结构正极材料028
2.2.1钴酸锂028
2.2.2镍钴锰酸锂031
2.3磷酸盐橄榄石结构正极材料033
2.3.1磷酸铁锂033
2.3.2磷酸锰铁锂038
2.4尖晶石结构正极材料039
2.4.1锰酸锂039
2.4.2镍锰酸锂042
2.5正极材料典型制备工艺与表征043
2.5.1制备工艺043
2.5.2理化性质048
2.5.3微观形貌与结构049
2.5.4电化学性能049
课后作业050
第3章负极材料054
3.1负极材料的特点及分类054
3.1.1负极材料的特点054
3.1.2负极材料的分类055
3.2石墨类碳材料056
3.2.1天然石墨056
3.2.2人造石墨058
3.2.3复合石墨059
3.3非石墨类碳材料060
3.3.1硬碳060
3.3.2软碳061
3.4钛酸锂材料0623.5硅基材料063
3.5.1硅063
3.5.2硅氧化物064
3.5.3硅/碳复合材料065
3.6过渡金属氧化物材料066
3.7负极材料典型制备工艺与表征067
3.7.1制备工艺067
3.7.2理化性质071
3.7.3微观形貌与结构071
3.7.4电化学性能072
课后作业073
第4章电解液077
4.1电解液的特点及分类077
4.1.1电解液的特点077
4.1.2电解液的分类078
4.2电解液的组分079
4.2.1溶剂079
4.2.2锂盐081
4.2.3添加剂084
4.3电解液对锂离子电池性能的影响089
4.3.1工作温度范围089
4.3.2容量与首次库仑效率090
4.3.3内阻与倍率090
4.3.4循环与存储寿命090
4.3.5安全性090
4.4电解液杂质含量对电池性能的影响091
4.4.1无机物091
4.4.2含有活泼氢原子的有机物092
4.4.3金属杂质092
4.5电解液的典型制备工艺与表征092
4.5.1制备工艺093
4.5.2理化性质094
4.5.3性能检测094
4.5.4电解液的包装101
课后作业102
第5章隔膜105
5.1隔膜的特征105
5.2隔膜的关键性能与测试方法106
5.2.1隔膜的关键性能106
5.2.2隔膜关键性能的测试方法107
5.3隔膜的分类及组分111
5.3.1隔膜分类111
5.3.2聚烯烃基膜111
5.3.3特种隔膜113
5.3.4功能涂层隔膜114
5.4隔膜常见制备工艺117
5.4.1隔膜干法工艺117
5.4.2隔膜湿法工艺118
5.5隔膜的典型制备工艺与表征119
5.5.1制备工艺119
5.5.2外观检测126
5.5.3常规物理性能126
5.5.4微观形貌126
5.5.5电化学等其他性能127
课后作业127
第6章扣式锂离子电池制备130
6.1极片的制备130
6.1.1材料准备130
6.1.2混料132
6.1.3涂布133
6.1.4干燥133
6.1.5辊压133
6.1.6切片134
6.2手套箱的结构与操作136
6.2.1手套箱的结构136
6.2.2手套箱的操作137
6.3扣式电池的制作139
6.3.1材料准备139
6.3.2扣式电池的制作工艺140
课后作业141
第7章圆柱形锂离子电池制备144
7.1圆柱电池结构145
7.2圆柱电池制备工艺145
7.2.1搅拌制浆146
7.2.2涂布151
7.2.3辊压154
7.2.4分条158
7.2.5制片158
7.2.6卷绕159
7.2.7入壳与点底焊160
7.2.8滚槽162
7.2.9烘烤162
7.2.10注液163
7.2.11正极耳焊接与封口164
7.2.12化成165
7.2.13静置与分容166
课后作业167
第8章锂离子电池材料性能测试与表征172
8.1材料结构与形貌表征172
8.1.1材料结构172
8.1.2微观形貌173
8.2物性分析174
8.2.1粒度分布174
8.2.2比表面积175
8.2.3振实密度176
8.2.4元素组成177
8.2.5水分含量178
8.2.6碳含量179
8.2.7灰分179
8.3电化学性能分析180
8.3.1容量与首效180
8.3.2循环伏安法181
8.3.3交流阻抗法183
8.3.4倍率性能184
8.3.5循环性能185
课后作业186
第9章新一代电池的展望188
9.1锂硫电池188
9.1.1锂硫电池的工作原理188
9.1.2锂硫电池的优缺点190
9.1.3锂硫电池材料的研究进展190
9.1.4锂硫电池的展望195
9.2钠离子电池195
9.2.1钠离子电池的工作原理195
9.2.2钠离子电池的优缺点196
9.2.3钠离子电池材料的研究进展197
9.2.4钠离子电池的展望203
9.3固态锂电池203
9.3.1固态锂电池的工作原理203
9.3.2固态锂电池的优缺点204
9.3.3固态锂电池材料的研究进展205
9.3.4固态锂电池的展望208
课后作业209
参考答案211
参考文献219
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| 內容試閱：
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锂离子电池因高电压、高比能量、长循环寿命等特点，广泛应用于消费、动力和储能三大领域，而“碳达峰碳中和”战略的实施为锂离子电池发展提供了前所未有的机遇。在中国大力发展新能源汽车的带动下，中国锂离子电池产业规模开始迅猛增长，2015年已经超过韩国、日本跃居至全球首位。国际能源署（IEA）公布的报告（2022年）显示，中国约占全球锂化学品供应量的60%，生产了全球3/4的锂离子电池。由日韩垄断的锂电池市场，也逐渐出现了越来越多的中国企业。
党的二十大报告指出，要推动能源清洁低碳高效利用，深入推进能源革命。随着锂离子电池产业的大力发展，中国锂电企业急缺大量从业人员，同时对于从业人员的技术技能也提出了更高的要求。但是，无论是针对高校锂离子电池相关技术技能型人才的培养，还是针对锂电企业技术人员的培训，都迫切需要一本锂离子电池材料与技术的入门教材。
本教材涵盖了锂离子电池的基础知识、四大主材、电池制备、电池测试及新一代电池的展望五个部分，具体内容包括锂离子电池概述、正极材料、负极材料、电解液、隔膜、扣式锂离子电池制备、圆柱形锂离子电池制备、锂离子电池材料性能测试与表征和新一代电池的展望，共9章。本教材坚持三个原则：一是内容实用。教材编写过程中，得到多家深圳锂电企业的支持，深度融入企业生产实际，尤其是在“四大主材”部分，都引入了企业生产的具体案例，便于学生学习和掌握真实的生产过程。二是难度适当。教材主要介绍锂离子电池的基本原理、基本概念、基础工艺和一般操作方法等，同时，还以“拓展阅读”的形式增加大量实例。三是方便教学。在每一章前面设置有知识目标和能力目标，并在每一章后面附上课后作业及参考答案，同时，还配有二维码数字化教学资源，便于学生学习、巩固知识和技能。
本教材的编写人员既有高校教师，也有锂电企业的研发人员和行业协会的管理者，他们均有多年从事锂离子电池材料与技术的教学、科研或行业经验。具体各章内容及编写人员如下：第1章由张健（深圳职业技术大学）、陈世章（深圳市博盛新材料有限公司）编写；第2章由罗大为（深圳职业技术大学）、童谣（深圳职业技术大学）编写；第3章由罗大为、李光华（贝特瑞新材料集团股份有限公司）编写；第4章由罗大为、曹宗泽（深圳新宙邦科技股份有限公司）编写；第5章由罗大为、刘孟权（深圳市星源材质科技股份有限公司）编写；第6章由程化（深圳职业技术大学）、罗大为、雷玉办（广西现代职业技术学院）编写；第7章由李鲲（欣旺达电子股份有限公司）、杜保东（深圳市尚水智能股份有限公司）编写；第8章由杨朝（北京科技大学）、谭祖宪（深圳市鹏诚新能源科技有限公司）编写；第9章由张健、丁柏栋（深圳市杰成镍钴新能源科技有限公司）、符冬菊（深圳技术大学）编写。全书由深圳职业技术大学罗大为教授筹划和统稿，中国电池工业协会理事长刘宝生主审。本教材在编写过程中，得到了众多高校教师、锂电企业高级工程师的校正和帮助，他们分别是中山大学刘威、宜宾职业技术学院陈泽华、深圳普瑞赛思检测技术有限公司范亚飞、深圳市善营自动化科技有限公司关敬党，在此深表感谢。深圳职业技术大学陈惠博士对教材的文图进行了细致的审核，在此一并表示感谢。此外，罗大为、李子坤（贝特瑞新材料集团股份有限公司）、张健、方超（深圳市电池行业协会）、李晨威\\[格林美（深圳）超级绿色技术研究院\\]参与了二维码数字资源微视频的制作，特此感谢。
本教材既有系统的理论知识，又有企业的实践和经验，是从事锂离子电池相关的技术人员、管理人员、教学人员的工具书。期待本教材的出版对我国锂离子电池的发展能起到一定的促进作用。鉴于锂离子电池材料和技术涉及面广，且目前正处于蓬勃发展阶段，在书稿的组织和编写过程中难免有不足之处，敬请广大读者批评指正。
编者
2023年10月25日于深圳职业技术大学
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