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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。

译者序

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：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 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：ＡＢ２Ｏ４ ８５ 

５.４.１ ＡＭｎ２Ｏ４ ８６ 

５.４.２ ＡＦｅ２Ｏ４ ８７ 

５.４.３ ＡＣｏ２Ｏ４ ８７ 

５.５ ＴＭＸＸ＝Ｓ、Ｎ、Ｐ和Ｆ ８８ 

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 

目 录Ⅶ

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／Ｃｏ３Ｏ４ １３０ 

６.４.４ 石墨烯／ＮｉＯ和石墨烯／ＣｕＯ １３４ 

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 ＬｉＭｎ２Ｏ４ １５１ 

７.３.２ ＬｉＭｎ１.５Ｎｉ０.５Ｏ４ １５２ 

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 ＥＰＲ １７５ 

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 

Ⅷ 锂离子电池的纳米技术

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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