世界正处于能源需求不断增加以满足现代社会发展需要的时代。纳米技术和锂离子电池技术都将发挥重要作用，帮助世界应对日益增长的能源和环境问题的挑战。本书将纳米技术和锂离子电池两个领域相融合，用新鲜的见解论述这些快速发展的研究领域之间复杂的关系。书中阐述了纳米结构电极材料在锂离子电池中的作用，全面介绍了纳米材料及纳米结构对锂离子电池负极材料的设计、合成及电化学性能的影响和进展，同时描述了纳米尺寸正极材料的优点，深入探讨了合成纳米颗粒对电解质性能及电极-电解质界面的影响。全书内容丰富、实用，使人们深入了解如何利用纳米技术改善锂离子电池性能以满足不断增长的能量需求。
原书前言
本书作者
第1章绪论1
1.1能量转换与存储：一个全球性挑战1
1.2电池：最终电能存储装置2
1.3锂离子电池3
1.4纳米技术5
1.5锂离子电池的纳米技术7
1.6小结与展望8
参考文献9
第2章锂离子电池材料中反蛋白石纳米结构的研究10
2.1简介10
2.2锂离子插层和电极结构对电化学性能的作用11
2.3制备注意事项13
2.4反蛋白石锂离子电池材料15
2.4.1锂离子负极15
2.4.2锂离子正极20
2.4.3固态锂离子电解质24
2.5基于反蛋白石纳米结构的锂离子微电池25
2.6小结和前景27
参考文献27
第3章锂离子可充电电池用纳米工程硅负极36
3.1简介36
3.2硅作为锂离子电池负极37
3.3硅纳米结构39
3.4斜角沉积硅纳米棒42
3.5纳米级柔性支撑材料44
3.6纳米结构的硅-碳复合材料45
3.7高功率锂离子电池用硅负极 48
3.8小结和展望53
致谢53
参考文献53
第4章锂离子电池用锡基负极材料57
4.1简介57
4.2氧化锡60
4.3锡基复合材料63
4.4小结与展望68
参考文献68
第5章超越夹层：锂离子电池的纳米级转换负极材料72
5.1简介72
5.2锂化和脱锂机制74
5.3金属氧化物80
5.3.1铬80
5.3.2锰81
5.3.3铁82
5.3.4钴83
5.3.5镍84
5.3.6铜84
5.3.7锌85
5.4混合氧化物：AB2O485
5.4.1 AMn2O486
5.4.2 AFe2O487
5.4.3 ACo2O487
5.5 TMX X=S、N、P和F88
5.6小结与展望91
参考文献92
第6章锂离子电池用石墨烯基复合负极材料101
6.1简介101
6.2石墨烯负极材料103
6.3石墨烯复合负极107
6.3.1石墨烯/硅基材料107
6.3.2石墨烯/锡基材料112
6.4石墨烯/TMO材料（Mn、Fe、Co和Cu）121
6.4.1石墨烯/锰氧化物122
6.4.2石墨烯/铁氧化物125
6.4.3石墨烯/Co3O4130
6.4.4石墨烯/NiO和石墨烯/CuO134
6.5小结和展望138
参考文献138
第7章锂离子电池的纳米尺度和纳米结构的正极材料144
7.1简介144
7.2橄榄石(LiMPO4)正极材料145
7.2.1锂扩散145
7.2.2合成方法145
7.3尖晶石正极材料151
7.3.1 LiMn2O4151
7.3.2 LiMn1.5Ni0.5O4152
7.4小结和展望154
参考文献155
第8章LiFePO4纳米材料大功率应用的设计和性能158
8.1简介158
8.2 LFP的合成、路线和晶体化学161
8.2.1 LFP颗粒的制备161
8.2.2 LiFePO4的晶体化学162
8.3优化LiFePO4颗粒的结构和形貌165
8.3.1晶体结构165
8.3.2优化LiFePO4的形貌167
8.3.3局部结构168
8.3.4碳涂层的表征170
8.3.5碳层的质量172
8.4磁性和电子特性174
8.4.1磁性174
8.4.2 EPR175
8.5 LiFePO4触水老化178
8.5.1简介178
8.5.2 LiFePO4与水的反应179
8.5.3定量表征181
8.5.4暴露于水的LFP样本的伏安法182
8.6优化LiFePO4的电化学性能184
8.6.1检查分析184
8.6.2 60℃时的电化学性能186
8.6.3安全、快速充电长寿命的锂离子电池在能源领域的应用189
8.7小结与展望191
参考文献191
第9章纳米颗粒对电解质和电极/电解质界面的影响195
9.1简介195
9.2聚合物电解质纳米复合材料196
9.2.1固体聚合物电解质纳米复合材料197
9.2.2凝胶聚合物电解质纳米复合材料199
9.3液态电解质“湿砂”纳米复合材料206
9.4有机离子塑性晶体纳米复合材料212
9.5小结和展望215
参考文献215
第10章电池用微尺度3D立体结构218
10.1简介218
10.1.1为什么需要3D结构的微电池？218
10.1.2平面（2D）电池219
10.2半3D微电池223
10.2.1纳米架构集流体和“半3D”电池223
10.2.2半3D电池的正极223
10.2.3半3D 电池的负极227
10.2.4半3D电池的正极和3D电池的负极的结合230
10.3全交叉3D微电池232
10.3.1三维微电池设计和制造方法232
10.3.2全3D微电池实例235
10.4小结和展望243
参考文献243
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