高比能固態(tài)鋰電池具有高比能、高安全、長使役壽命等特性，解決了傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池的續(xù)航短、易燃、易爆等問題，是下一代理想的高性能儲能電池體系。本書重點對高比能固態(tài)鋰電池中的關(guān)鍵科學問題和核心技術(shù)難題等進行了全面而深入的剖析，涵蓋了高比能固態(tài)鋰電池的電解質(zhì)材料、正負極材料、黏結(jié)劑、工藝和配套設(shè)備、界面問題、安全性能評估等內(nèi)容，兼顧實際工程技術(shù)和制造裝備等問題，努力為我國高比能固態(tài)鋰電池產(chǎn)學研從業(yè)者提供一本非常實用的工具書。
本書適合從事高比能固態(tài)鋰電池研發(fā)的相關(guān)人員進行參考，也適合作為高等院校、科研機構(gòu)等相關(guān)專業(yè)師生的教學參考書。
第1章 固態(tài)鋰電池概述 001
1.1 發(fā)展固態(tài)鋰電池的重要性與迫切性 002
1.2 固態(tài)鋰電池工作原理與優(yōu)勢 003
1.3 固態(tài)鋰電池分類 004
1.4 固態(tài)鋰電池國內(nèi)外政策 004
1.4.1 固態(tài)鋰電池國內(nèi)政策 004
1.4.2 固態(tài)鋰電池國外政策 005
1.5 固態(tài)鋰電池發(fā)展路線 005
1.5.1 國內(nèi)固態(tài)鋰電池發(fā)展路線 005
1.5.2 國外固態(tài)鋰電池發(fā)展路線 006
1.6 固態(tài)鋰電池和固態(tài)電解質(zhì)的未來發(fā)展方向 008
參考文獻 009
第2章 固態(tài)電解質(zhì)材料 010
2.1 聚合物固態(tài)電解質(zhì)關(guān)鍵材料 011
2.1.1 聚合物固態(tài)電解質(zhì)基體材料 011
2.1.2 聚合物固態(tài)電解質(zhì)制備工藝 017
2.1.3 鋰鹽 018
2.2 無機固態(tài)電解質(zhì)關(guān)鍵材料 023
2.2.1 石榴石型電解質(zhì) 025
2.2.2 NASICON型電解質(zhì) 025
2.2.3 硫化物電解質(zhì) 026
2.2.4 鹵化物電解質(zhì) 027
2.3 有機/無機復合固態(tài)電解質(zhì) 032
2.3.1 有機/無機復合固態(tài)電解質(zhì)類型 032
2.3.2 有機/無機復合固態(tài)電解質(zhì)制備技術(shù) 037
2.4 硫化物電解質(zhì)/固態(tài)電池專利分析 038
2.4.1 全球?qū)＠暾堏厔? 038
2.4.2 全球?qū)＠夹g(shù)分布狀況 040
2.4.3 全球競爭區(qū)域與競爭主體 041
2.5 聚合物固態(tài)電解質(zhì)專利態(tài)勢分析 043
2.5.1 聚合物固態(tài)電解質(zhì)專利申請態(tài)勢 043
2.5.2 聚合物固態(tài)電解質(zhì)專利技術(shù)分布 044
2.5.3 聚合物固態(tài)電解質(zhì)專利地域分布 045
2.5.4 聚合物固態(tài)電解質(zhì)專利重點技術(shù) 047
2.6 本章結(jié)語 050
參考文獻 051
第3章 固態(tài)鋰電池正極材料 058
3.1 固態(tài)鋰電池正極材料 059
3.1.1 正交橄欖石結(jié)構(gòu)正極材料 064
3.1.2 層狀結(jié)構(gòu)正極材料 064
3.1.3 立方尖晶石結(jié)構(gòu)正極材料 071
3.1.4 其它類型正極材料 073
3.2 固態(tài)鋰電池正極材料修飾改性技術(shù) 075
3.2.1 正極材料修飾改性技術(shù)概述 075
3.2.2 正交橄欖石結(jié)構(gòu)正極材料修飾改性技術(shù) 078
3.2.3 層狀結(jié)構(gòu)正極材料修飾改性技術(shù) 079
3.2.4 立方尖晶石結(jié)構(gòu)正極材料修飾改性技術(shù) 082
3.2.5 其它正極材料修飾改性技術(shù) 085
3.3 本章結(jié)語 087
參考文獻 087
第4章 固態(tài)鋰電池負極材料 093
4.1 鋰金屬負極材料 096
4.1.1 鋰金屬負極特點及發(fā)展歷程 096
4.1.2 鋰金屬的改性策略 102
4.2 嵌入型負極材料 106
4.2.1 石墨負極 106
4.2.2 鈦酸鋰負極 108
4.3 合金型負極材料 110
4.3.1 合金型負極材料特點及發(fā)展歷程 110
4.3.2 合金型負極在固態(tài)電池負極領(lǐng)域的應(yīng)用 112
4.4 本章結(jié)語 125
參考文獻 126
第5章 固態(tài)鋰電池用黏結(jié)劑 131
5.1 正極黏結(jié)劑 135
5.1.1 非原位制備工藝構(gòu)建的固態(tài)鋰電池正極黏結(jié)劑 135
5.1.2 原位固態(tài)化策略增強的聚合物鋰電池正極黏結(jié)劑 138
5.2 負極黏結(jié)劑 142
5.2.1 非原位制備工藝構(gòu)建的固態(tài)鋰電池硅負極黏結(jié)劑 143
5.2.2 原位固態(tài)化策略增強的聚合物鋰電池硅負極黏結(jié)劑 145
5.3 無機固態(tài)電解質(zhì)膜黏結(jié)劑 153
5.3.1 氧化物固態(tài)電解質(zhì)膜黏結(jié)劑 154
5.3.2 硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜黏結(jié)劑 154
5.3.3 鹵化物固態(tài)電解質(zhì)膜黏結(jié)劑 155
5.4 鋰電池電極黏結(jié)劑專利分析 156
5.4.1 鋰電池電極黏結(jié)劑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 156
5.4.2 固態(tài)鋰電池電極黏結(jié)劑專利態(tài)勢分析 158
5.5 本章結(jié)語 163
參考文獻 164
第6章 固態(tài)鋰電池電芯制備相關(guān)工藝和配套設(shè)備 168
6.1 干法成型技術(shù) 172
6.1.1 基于聚四氟乙烯（PTFE）成纖化的干法成型技術(shù) 172
6.1.2 基于擠出或熱壓的干法成型技術(shù) 174
6.1.3 干法噴涂成型技術(shù) 178
6.2 固態(tài)鋰電池制備工藝 182
6.2.1 電極極片制造工藝 184
6.2.2 固態(tài)電解質(zhì)膜制造工藝 186
6.2.3 固態(tài)鋰電池組裝工藝 187
6.3 固態(tài)鋰電池制備所用配套設(shè)備 192
6.3.1 勻漿系統(tǒng)-雙螺桿擠出機 193
6.3.2 成膜系統(tǒng)-熱壓成膜復合設(shè)備 195
6.3.3 原位聚合-壓力化成設(shè)備 196
6.3.4 預(yù)鋰化-補鋰設(shè)備 198
6.4 固態(tài)雙極電池 201
6.4.1 雙極電池集流體 202
6.4.2 薄且強韌的固態(tài)電解質(zhì) 203
6.5 壓力對循環(huán)穩(wěn)定性的影響 207
6.5.1 壓力對硫化物固態(tài)電解質(zhì)的影響 209
6.5.2 壓力對氧化物固態(tài)電解質(zhì)的影響 210
6.5.3 壓力對聚合物固態(tài)電解質(zhì)的影響 211
6.5.4 壓力對負極材料的影響 212
6.5.5 壓力對正極材料的影響 213
6.6 本章結(jié)語 214
參考文獻 215
第7章 固態(tài)鋰電池界面問題 220
7.1 固態(tài)鋰電池界面研究概述 221
7.2 固態(tài)鋰電池界面類型 222
7.3 固態(tài)鋰電池的界面問題和界面優(yōu)化策略 223
7.3.1 正極材料的晶界和相界 223
7.3.2 固態(tài)電解質(zhì)的晶界和相界 226
7.3.3 固態(tài)電解質(zhì)/正極界面 228
7.3.4 固態(tài)電解質(zhì)/負極界面 239
7.3.5 正極和負極界面串擾的失效機制 244
7.4 多尺度多物理場的界面表征技術(shù) 248
7.4.1 原位顯微技術(shù) 249
7.4.2 原位X射線和中子技術(shù) 251
7.4.3 原位波譜技術(shù) 259
7.4.4 原位壓力監(jiān)測技術(shù) 261
7.4.5 其它新型原位表征技術(shù) 262
7.5 本章結(jié)語 262
參考文獻 263
第8章 固態(tài)鋰電池理論模擬與機器學習 271
8.1 電極材料理論計算 272
8.1.1 電極材料概述 272
8.1.2 電極材料計算方法 273
8.1.3 正極材料理論計算 276
8.2 固態(tài)電解質(zhì)理論計算與模擬 280
8.2.1 離子傳輸機制理論模擬 281
8.2.2 相穩(wěn)定性理論模擬 286
8.2.3 電化學穩(wěn)定性理論模擬 287
8.2.4 力學性能理論模擬 291
8.2.5 利用理論計算設(shè)計新型固態(tài)電解質(zhì) 292
8.2.6 高通量計算篩選新型固態(tài)電解質(zhì) 294
8.3 理論模擬在電極/電解質(zhì)界面的應(yīng)用 298
8.3.1 固/固接觸問題理論模擬 299
8.3.2 空間電荷層理論模擬 301
8.3.3 化學和電化學穩(wěn)定性理論模擬 302
8.3.4 鋰枝晶理論模擬 305
8.3.5 界面緩沖層理論模擬 308
8.4 固態(tài)鋰電池的多物理場研究 310
8.4.1 多物理場概述 310
8.4.2 鋰電池的電化學-熱-力耦合模型 312
8.4.3 固態(tài)鋰電池中多物理場模型的應(yīng)用 314
8.5 機器學習及相關(guān)技術(shù) 317
8.5.1 機器學習 317
8.5.2 數(shù)據(jù)庫 325
8.6 本章結(jié)語 326
參考文獻 327
第9章 固態(tài)鋰電池器件安全性能評估 340
9.1 固態(tài)電解質(zhì)穩(wěn)定性 342
9.1.1 化學穩(wěn)定性 342
9.1.2 電化學穩(wěn)定性 343
9.1.3 機械穩(wěn)定性 343
9.1.4 熱穩(wěn)定性 345
9.2 電解質(zhì)及電極材料界面穩(wěn)定性 347
9.2.1 電解質(zhì)及電極材料界面化學穩(wěn)定性 347
9.2.2 電解質(zhì)及電極材料界面力學性能 348
9.2.3 電解質(zhì)及電極材料界面熱穩(wěn)定性 349
9.3 固態(tài)電池熱安全性測試方法 349
9.3.1 電池層級熱安全性測試方法 349
9.3.2 材料層級熱安全性測試方法 350
9.4 固態(tài)電池熱失控特點及改善策略 352
9.4.1 氧化物固態(tài)電池熱失控特點及改善策略 353
9.4.2 硫化物固態(tài)電池熱失控特點及改善策略 360
9.4.3 聚合物固態(tài)電池熱失控特點及改善策略 368
9.5 固態(tài)電池熱失控模擬分析方法 373
9.6 固態(tài)電池安全評價的其它方法 375
9.6.1 熱失控成像技術(shù) 375
9.6.2 電池傳感器檢測技術(shù) 377
9.7 本章結(jié)語 379
參考文獻 379
第10章 固態(tài)鋰電池應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與對策 383
10.1 固態(tài)鋰電池應(yīng)用現(xiàn)狀 384
10.1.1 固態(tài)動力電池 386
10.1.2 固態(tài)儲能電池 388
10.1.3 固態(tài)電源系統(tǒng)深海特種應(yīng)用 388
10.2 全固態(tài)鋰電池發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與對策 390
參考文獻 393
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