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本书共13章，内容涉及锂离子电池的组成、结构和工作原理，着重介绍了各种电极材料的设计、合成及电化学性能研究。其中第1章～第8章介绍了静电纺丝技术的发展历史、原理和应用，着重介绍了利用静电纺丝技术制备电极材料的过程、结构表征和性能测试；第9章～第13章介绍了石墨烯性质、结构和应用，着重介绍了石墨烯的电极材料的制备过程、结构表征和性能测试。

本书具有较强的技术性和参考价值，可供能源工程、材料工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也供高等学校相关专业师生参考。

第1章锂离子电池的概述/001

1.1锂离子电池/003

1.1.1锂离子电池的发展历史/003

1.1.2锂离子电池的组成及工作原理/004

1.1.3锂离子电池的结构和特点/006

1.1.4锂离子电池常见的正极材料/008

1.1.5锂离子电池常见的负极材料/010

1.1.6锂离子电池电解液/012

1.1.7锂离子电池的应用/013

1.2纳米材料/014

1.2.1纳米材料简介/014

1.2.2纳米材料的特性/015

1.2.3纳米材料在锂离子电池中的应用/017

参考文献/021

第2章静电纺丝技术原理与应用/025

2.1静电纺丝技术/027

2.1.1静电纺丝技术简介/027

2.1.2静电纺丝技术原理/028

2.2静电纺丝技术的应用/030

2.2.1生物医学领域/030

2.2.2光、电、磁学领域/031

2.2.3催化领域/032

2.2.4传感领域/032

2.2.5工业领域/035

2.3静电纺丝技术在锂离子电池领域中的应用/035

参考文献/039

第3章一维V2O5纳米材料的可控制备及锂离子电池正极材料的性能研究/043

3.1引言/045

3.2一维V2O5正极材料的制备、表征及电化学测试方法/045

3.2.1一维V2O5正极材料的制备方法/045

3.2.2一维V2O5正极材料的表征/046

3.2.3一维V2O5正极材料的电化学性能测试/046

3.3一维V2O5纳米材料的结构表征和形成机理/047

3.3.1具有不同形貌的V2O5纳米材料的合成示意/047

3.3.2具有不同形貌的V2O5纳米材料的晶体结构分析/047

3.3.3具有不同形貌的V2O5纳米材料的形貌分析/049

3.3.4具有不同形貌的V2O5纳米材料的热失重分析/051

3.3.5具有不同形貌的V2O5纳米材料的形成机理/052

3.4一维V2O5纳米材料的电化学性能表征/053

3.5结论/060

参考文献/061

第4章多孔Fe2O3纳米管的可控制备及锂离子电池负极材料的性能研究/065

4.1引言/067

4.2多孔Fe2O3纳米管的制备、表征及电化学测试方法/068

4.2.1多孔Fe2O3纳米管的制备方法/068

4.2.2多孔Fe2O3纳米管的表征/068

4.2.3多孔Fe2O3纳米管的电化学性能测试/069

4.3多孔Fe2O3纳米管的结构表征和形成机理/069

4.3.1多孔Fe2O3纳米管的形貌分析/069

4.3.2多孔Fe2O3纳米管的结构分析/071

4.3.3具有不同形貌的Fe2O3纳米材料的形成机理/074

4.3.4多孔Co3O4纳米管的形貌和结构表征/075

4.4多孔Fe2O3纳米管的电化学性能表征/076

4.5结论/079

参考文献/080

第5章Co3O4/TiO2次级异质结构的合成及锂离子电池负极材料的性能研究/083

5.1引言/085

5.2Co3O4/TiO2异质结构的制备、表征及电化学测试方法/085

5.2.1Co3O4/TiO2次级异质结构的制备/085

5.2.2Co3O4/TiO2次级异质结构的表征/086

5.2.3Co3O4/TiO2次级异质结构的电化学性能测试/087

5.3Co3O4/TiO2次级异质结构的表征和形成机理/087

5.3.1Co3O4/TiO2次级异质结构的形貌分析/087

5.3.2Co3O4/TiO2次级异质结构的结构分析/088

5.3.3金属氧化物/TiO2次级异质结构的形貌和结构分析/092

5.3.4Co3O4/TiO2次级异质结构的形成机理/095

5.4Co3O4/TiO2次级异质结构的电化学性能表征/096

5.5结论/100

参考文献/101

第6章Fe3O4/TiO2次级异质结构的合成及锂离子电池负极材料的性能研究/105

6.1引言/107

6.2Fe3O4/TiO2异质结构的制备、表征及电化学测试方法/107

6.2.1Fe3O4/TiO2次级异质结构的制备/107

6.2.2Fe3O4/TiO2次级异质结构的表征/108

6.2.3Fe3O4/TiO2次级异质结构的电化学性能测试/108

6.3Fe3O4/TiO2次级异质结构的表征和形成机理/109

6.3.1Fe3O4/TiO2次级异质结构的合成/109

6.3.2Fe3O4/TiO2次级异质结构的形貌分析/110

6.3.3Fe3O4/TiO2次级异质结构的结构分析/112

6.4Fe3O4/TiO2次级异质结构的电化学性能表征/113

6.5结论/124

参考文献/124

第7章一步电纺技术制备Fe2O3/TiO2套管结构及锂离子电池负极材料的性能研究/127

7.1引言/129

7.2Fe2O3/TiO2套管结构的制备、表征及电化学测试方法/130

7.2.1Fe2O3/TiO2套管结构的制备/130

7.2.2Fe2O3/TiO2套管结构的表征/131

7.2.3Fe2O3/TiO2套管结构的电化学性能测试/131

7.3Fe2O3/TiO2套管的结构表征和形成机理/131

7.3.1Fe2O3/TiO2套管结构的形貌分析/131

7.3.2Fe2O3/TiO2套管结构的结构分析/134

7.3.3Fe2O3/TiO2套管结构的形成机理/136

7.4Fe2O3/TiO2套管结构的电化学性能表征/137

7.5结论/141

参考文献/142

第8章石墨烯的结构与应用/145

8.1石墨烯概述/147

8.1.1石墨烯的结构与性质/147

8.1.2石墨烯的合成方法/148

8.2石墨烯的应用/155

8.3石墨烯在锂离子电池中的应用/164

8.4改性石墨烯的制备及其储锂性能/167

参考文献/170

第9章氮掺杂多孔石墨烯的制备及锂离子电池负极材料的性能研究/175

9.1引言/177

9.2氮掺杂多孔石墨烯的制备、表征及电化学测试方法/178

9.2.1氮掺杂多孔石墨烯的制备/178

9.2.2氮掺杂多孔石墨烯的表征/179

9.2.3氮掺杂的多孔碳材料的电化学性能测试/179

9.3氮掺杂多孔石墨烯的合成机理/179

9.4氮掺杂多孔石墨烯的结构表征/181

9.5氮掺杂多孔石墨烯的结构表征/187

9.6结论/192

参考文献/192

第10章氮、硫双掺石墨烯的制备及锂离子电池负极材料的性能研究/195

10.1引言/197

10.2氮、硫双掺石墨烯的制备、表征及电化学测试/198

10.2.1氮、硫双掺石墨烯的制备/198

10.2.2氮、硫双掺石墨烯的表征/198

10.2.3氮、硫双掺石墨烯的电化学测试/199

10.3氮、硫双掺石墨烯的结构表征/199

10.4氮、硫双掺石墨烯的电化学性能测试/204

10.5结论/208

参考文献/209

第11章氮掺杂多孔碳/锡复合材料的制备及锂离子电池负极材料的性能研究/213

11.1引言/215

11.2氮掺杂多孔碳/锡材料的制备、表征及电化学测试/215

11.2.1氮掺杂多孔碳/锡材料的制备/215

11.2.2氮掺杂多孔碳/锡材料的表征/216

11.2.3氮掺杂多孔碳/锡的电化学测试方法/216

11.3氮掺杂多孔碳/锡的结构表征/217

11.4氮掺杂多孔碳/锡的电化学性能表征/221

11.5结论/224

参考文献/225

第12章GeO2-RGO超薄片状复合材料的制备及锂离子电池负极性能研究/227

12.1引言/229

12.2GeO2-RGO片状复合材料的制备、表征及电化学测试/230

12.2.1GeO2-RGO片状复合材料的制备/230

12.2.2GeO2-RGO片状复合材料的表征/230

12.2.3GeO2-RGO片状复合材料的电化学测试方法/230

12.3GeO2-RGO超薄片状复合材料的形成机理/231

12.4GeO2-RGO超薄片状复合材料的结构表征/232

12.5GeO2-RGO超薄片状复合材料的电化学性能/236

12.6结论/240

参考文献/241

第13章锂离子电池发展趋势和前景展望/243

13.1引言/245

13.2柔性锂离子电池/245

13.3钠离子电池/252

13.3.1钠离子电池简介/252

13.3.2钠离子电池电极材料研究进展/253

13.4开展的钠离子电池相关工作/257

参考文献/266

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编辑推荐

本书取材于新能源材料领域关于锂离子电池的研究进展和作者等人从事该领域的研究成果，系统的阐述了什么是锂离子电池，锂离子电池的原理、结构和应用，重点介绍了静电纺丝技术的原理、石墨烯的性质以及二者在锂离子电池中的应用。全书共13章，内容涉及锂离子电池的组成、结构和工作原理，着重介绍了各种电极材料的设计、合成及电化学性能研究。全书分为上下篇，上篇介绍静电纺丝技术的发展历史、原理和应用，着重介绍了利用静电纺丝技术制备的电极材料的制备过程、结构表征和性能测试；下篇介绍了石墨烯的性质、结构和应用，着重介绍了基于石墨烯的电极材料的制备过程、结构表征和性能测试。本书力求在详尽介绍锂离子电池、静电纺丝技术和石墨烯的基础上，并将理论和实验相结合，深入探讨了静电纺丝技术应用于制备锂离子电池电极材料和石墨烯在锂离子电池电极材料制备中的发展和应用前景，使更多人能够认识静电纺丝技术和石墨烯，并了解其在锂离子电池电极材料制备中的地位和作用。 本书可供能源工程、材料工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也供高等学校新能源、材料等专业的师生参阅。

书摘插图

前言

环境污染和能源短缺是当今世界面临的日益严重的两大问题，因此，新型清洁能源的开发和应用成为迫在眉睫的首要问题，并且已经成为世界经济中具有决定性影响力的一项科学技术。锂离子电池由于具有体积小、质量轻、能量密度大、循环稳定性好、自放电小、无记忆效应、安全可靠、无污染等突出的优点，已经吸引了研究者的广泛关注；并且已经成为移动电话、笔记本电脑、平板电脑等个人便携式终端的重要化学电源，未来将成为混合动力汽车、电动汽车等日常交通工具和人造卫星、宇宙飞船、潜艇、鱼雷、导弹、火箭、飞机等现代高科技产品的重要化学电源之一。我国在锂离子电池的研制方面已取得了很大的进展，并开始规模生产。国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)已将高效能源材料技术列为重点发展的前沿技术之一，高效二次电池材料及关键技术是其中重要的组成部分。新型电极材料的制备和研究已经成为锂离子电池研究领域为活跃的方向之一。因此，为了能给从事锂离子电池领域的同行以更多的借鉴意义，结合作者多年的科研成果及国内外相关领域的新进展编著了《锂离子电池与无机纳米电极材料》一书。

《锂离子电池与无机纳米电极材料》主要讲述锂离子电池的原理、结构、应用和研究进展；静电纺丝技术的发展历史、原理和应用；石墨烯的性质、结构和应用以及作者从事该领域的研究成果。本书可供从事锂离子电池等新能源专业的技术人员制备新颖纳米电极材料的参考，也可以作为新能源专业的研究生教材以及高等学校专业教师的教学参考书。

本书编著过程中得到了中国科学院长春应用化学研究所张新波研究员的帮助和支持，在此表示由衷的谢意！同时感谢王樱蕙副研究员、马德龙博士、袁双博士等对本书出版给予的帮助和支持！书中引用了参考文献中的部分内容，特向其作者表示深切的谢意！

锂离子电池所涉及的领域广，正处于蓬勃发展阶段，再加上编著者水平有限，疏漏和不足之处在所难免，敬请专家和广大读者不吝赐教。

编著者

2015年12月