羅大為，深圳職業技術學院材料與環境工程學院副院長、教授，博士。工信部電池制造高 級工程師，遼寧科技大學碩士生導師，廣西現代職業技術學院客座教授，超材料電磁調制技術國家重點實驗室客座研究員，廣東省先進電池科研創新團隊負責人，深圳市分析測試協會化工測試專委會副主任委員，深圳市高端能源制造集群專家委員會委員，深圳市新材料產業專利導航項目專家顧問，受邀擔任《當代化工研究》期刊編委，以及J Alloy Compd.、Powder Technol.等多個期刊審稿人。
主要從事鋰離子電池關鍵材料的研究，主持廣東省自然科技基金、深圳市科技計劃項目等縱向項目10 項，主持企業橫向項目6 項。在Journal of MaterialsChemistry A、Solid State Ionics 等發表論文61 篇，其中SCI 收錄32 篇。申請國家發明專利13 項，目前已授權7 項，成功轉讓1 項。參與起草鋰離子電池相關的國家行業職業標準和地方標準2 項，撰寫專著1 部。曾策劃并組織實施了2022 年深圳市光明區第 二屆職業技能競賽（新材料項目）。曾榮獲第 二十五屆全國發明展覽會銀獎1 項，相關研究曾被“學習強國”和“深圳衛視”等多家媒體報道。
第1章鋰離子電池概述001
1.1鋰離子電池的由來和發展001
1.2鋰離子電池的應用004
1.2.1電子消費品005
1.2.2電動交通工具005
1.2.3儲能和工業領域008
1.3鋰離子電池的概念與分類009
1.3.1概念009
1.3.2分類009
1.4鋰離子電池的工作原理011
1.5鋰離子電池的優缺點013
1.5.1優點013
1.5.2缺點014
1.6相關術語014
1.6.1理論克容量014
1.6.2電池設計容量015
1.6.3N/P比015
1.6.4涂層的壓實密度及孔隙率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電池充放電倍率016
1.6.9荷電狀態017
1.6.10內阻017
1.6.11電池自放電017
1.6.12電池的壽命017
1.6.13電池組的一致性018
1.6.14化成018
1.7鋰離子電池面臨的機遇和挑戰018
1.7.1政策機遇019
1.7.2產業現狀020
1.7.3面臨的挑戰023
課后作業024
第2章正極材料027
2.1正極材料的特點及分類027
2.1.1正極材料的特點027
2.1.2正極材料的分類028
2.2層狀結構正極材料028
2.2.1鈷酸鋰028
2.2.2鎳鈷錳酸鋰031
2.3磷酸鹽橄欖石結構正極材料033
2.3.1磷酸鐵鋰033
2.3.2磷酸錳鐵鋰038
2.4尖晶石結構正極材料039
2.4.1錳酸鋰039
2.4.2鎳錳酸鋰042
2.5正極材料典型制備工藝與表征043
2.5.1制備工藝043
2.5.2理化性質048
2.5.3微觀形貌與結構049
2.5.4電化學性能049
課后作業050
第3章負極材料054
3.1負極材料的特點及分類054
3.1.1負極材料的特點054
3.1.2負極材料的分類055
3.2石墨類碳材料056
3.2.1天然石墨056
3.2.2人造石墨058
3.2.3復合石墨059
3.3非石墨類碳材料060
3.3.1硬碳060
3.3.2軟碳061
3.4鈦酸鋰材料0623.5硅基材料063
3.5.1硅063
3.5.2硅氧化物064
3.5.3硅/碳復合材料065
3.6過渡金屬氧化物材料066
3.7負極材料典型制備工藝與表征067
3.7.1制備工藝067
3.7.2理化性質071
3.7.3微觀形貌與結構071
3.7.4電化學性能072
課后作業073
第4章電解液077
4.1電解液的特點及分類077
4.1.1電解液的特點077
4.1.2電解液的分類078
4.2電解液的組分079
4.2.1溶劑079
4.2.2鋰鹽081
4.2.3添加劑084
4.3電解液對鋰離子電池性能的影響089
4.3.1工作溫度范圍089
4.3.2容量與首次庫侖效率090
4.3.3內阻與倍率090
4.3.4循環與存儲壽命090
4.3.5安全性090
4.4電解液雜質含量對電池性能的影響091
4.4.1無機物091
4.4.2含有活潑氫原子的有機物092
4.4.3金屬雜質092
4.5電解液的典型制備工藝與表征092
4.5.1制備工藝093
4.5.2理化性質094
4.5.3性能檢測094
4.5.4電解液的包裝101
課后作業102
第5章隔膜105
5.1隔膜的特征105
5.2隔膜的關鍵性能與測試方法106
5.2.1隔膜的關鍵性能106
5.2.2隔膜關鍵性能的測試方法107
5.3隔膜的分類及組分111
5.3.1隔膜分類111
5.3.2聚烯烴基膜111
5.3.3特種隔膜113
5.3.4功能涂層隔膜114
5.4隔膜常見制備工藝117
5.4.1隔膜干法工藝117
5.4.2隔膜濕法工藝118
5.5隔膜的典型制備工藝與表征119
5.5.1制備工藝119
5.5.2外觀檢測126
5.5.3常規物理性能126
5.5.4微觀形貌126
5.5.5電化學等其他性能127
課后作業127
第6章扣式鋰離子電池制備130
6.1極片的制備130
6.1.1材料準備130
6.1.2混料132
6.1.3涂布133
6.1.4干燥133
6.1.5輥壓133
6.1.6切片134
6.2手套箱的結構與操作136
6.2.1手套箱的結構136
6.2.2手套箱的操作137
6.3扣式電池的制作139
6.3.1材料準備139
6.3.2扣式電池的制作工藝140
課后作業141
第7章圓柱形鋰離子電池制備144
7.1圓柱電池結構145
7.2圓柱電池制備工藝145
7.2.1攪拌制漿146
7.2.2涂布151
7.2.3輥壓154
7.2.4分條158
7.2.5制片158
7.2.6卷繞159
7.2.7入殼與點底焊160
7.2.8滾槽162
7.2.9烘烤162
7.2.10注液163
7.2.11正極耳焊接與封口164
7.2.12化成165
7.2.13靜置與分容166
課后作業167
第8章鋰離子電池材料性能測試與表征172
8.1材料結構與形貌表征172
8.1.1材料結構172
8.1.2微觀形貌173
8.2物性分析174
8.2.1粒度分布174
8.2.2比表面積175
8.2.3振實密度176
8.2.4元素組成177
8.2.5水分含量178
8.2.6碳含量179
8.2.7灰分179
8.3電化學性能分析180
8.3.1容量與首效180
8.3.2循環伏安法181
8.3.3交流阻抗法183
8.3.4倍率性能184
8.3.5循環性能185
課后作業186
第9章新一代電池的展望188
9.1鋰硫電池188
9.1.1鋰硫電池的工作原理188
9.1.2鋰硫電池的優缺點190
9.1.3鋰硫電池材料的研究進展190
9.1.4鋰硫電池的展望195
9.2鈉離子電池195
9.2.1鈉離子電池的工作原理195
9.2.2鈉離子電池的優缺點196
9.2.3鈉離子電池材料的研究進展197
9.2.4鈉離子電池的展望203
9.3固態鋰電池203
9.3.1固態鋰電池的工作原理203
9.3.2固態鋰電池的優缺點204
9.3.3固態鋰電池材料的研究進展205
9.3.4固態鋰電池的展望208
課后作業209
參考答案211
參考文獻219
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