引言:鋰離子電池的發(fā)展Masaki Yoshio,Akiya Kozawa,and Ralph J.Brodd
0.1簡介
0.2鋰離子電池發(fā)展史
0.3鋰離子電池歷史及專利
0.4電解質(zhì)添加劑:一種提高鋰離子電池能量密度和安全性的方法
參考文獻7第1章 鋰離子電池市場概況Ralph J.Brodd
1.1概述
1.2當前鋰離子電池市場
1.3市場特征
1.4消費電子產(chǎn)品
1.5手持電動工具
1.6不間斷電源及靜態(tài)儲能
1.7運輸工具
參考文獻
第2章 鋰離子電池正極材料綜述Masaki Yoshio and Hideyuki Noguchi
2.1正極材料現(xiàn)狀
2.2正極材料的結(jié)構
2.3充放電過程中的電化學特征及結(jié)構變化
2.4正極材料存在的問題(層狀材料和尖晶石LiMn2O4型材料的安全問題)
2.5鋰離子電池正極材料的最新進展
參考文獻
第3章 碳負極材料Zempachi Ogumi and Hongyu Wang
3.1LiGIC(鋰石墨層間化合物)的階現(xiàn)象
3.2固體電解質(zhì)中間相薄膜的形成
3.3碳結(jié)構與電化學性能的相關性
3.4碳中Li+的擴散
3.5超高容量的碳
3.6嵌鋰碳的熱安全性
3.7碳的結(jié)構修飾
3.8實用型碳負極材料
參考文獻
第4章 功能電解質(zhì):添加劑Makoto Ue
4.1概述
4.2特定功能的電解質(zhì)
4.3負極成膜添加劑
4.4正極保護添加劑
4.5過充電保護添加劑
4.6濕潤劑
4.7阻燃劑
4.8其他添加劑
4.9結(jié)論
參考文獻
第5章 鋰離子電池的碳導電添加劑Michael E.Spahr
5.1概述
5.2石墨粉末
5.3炭黑導電添加劑
5.4石墨還是炭黑?
5.5其他纖維狀碳導電添加劑
參考文獻
第6章 鋰離子電池中聚偏氟乙烯(PVDF)相關材料的應用Aisaku Nagai
6.1概述
6.2聚合物的電化學穩(wěn)定性
6.3PVDF的物理性質(zhì)
6.4KF聚合物的產(chǎn)品范圍
參考文獻
第7章 SBR黏結(jié)劑(用于負極)和ACM黏結(jié)劑(用于正極)Haruhisa Yamamoto and Hidekazu Mori
7.1概述
7.2SBR和ACM黏結(jié)劑的特性
7.3負極黏結(jié)劑:BM400B
7.4正極黏結(jié)劑:BM500B
7.5總結(jié)
參考文獻
第8章 鋰離子電池的制造過程Kazuo Tagawa and Ralph J.Brodd
8.1概述
8.2電池設計
8.3圓柱形和方形電池的制造
8.4混漿和涂覆
8.5圓柱形電池的制造
8.6方形電池的制造
8.7鋰離子平板電池和聚合物電池的制造
8.8化成及老化
8.9安全性
參考文獻
第9章 聚陰離子正極活性材料Shigeto Okada and Junichi Yamaki
9.1第一代4V正極材料
9.2第二代正極材料
參考文獻
第10章 金屬氧化物包覆的正極材料的過充電行為Jaephil Cho,Byungwoo Park,and Yangkook Sun
10.1簡介
10.2正極材料過充電反應機理
10.3AlPO4包覆層的厚度對LiCoO2正極的影響
10.4包覆Al2O3和AlPO4的LiCoO2的比較
10.5包覆AlPO4和包覆LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的LiCoO2正極的對比
10.6ZnO包覆的LiNi0.5Mn1.5O4尖晶石正極
致謝
參考文獻
第11章 金屬合金負極材料的發(fā)展Nikolay Dimov
11.1概述
11.2常溫下鋰離子電池用鋰合金的歷史回顧
11.3含硅材料和鋰之間的電化學反應機理
11.4硅基負極的制備工藝
11.5硅碳復合電極
11.6總結(jié)和展望
參考文獻
第12章 HEV應用Tatsuo Horiba
12.1概述
12.2日本之外的國家
12.3日本
12.4日立/新神戶
12.5HEV電池模組
12.6前景展望
參考文獻
第13章 鋰離子電池阻燃添加劑Masashi Otsuki and Takao Ogino
13.1概述
13.2磷氮烯化合物
13.3添加劑磷氮烯的優(yōu)化結(jié)構
13.4可燃性的判定方法
13.5熱穩(wěn)定性
13.6電池性能
13.7結(jié)論
參考文獻
第14章 基于石墨正極和活性碳負極的高能電容器Masaki Yoshio,Hitoshi Nakamura,Hongyu Wang
參考文獻
第15章 用于二次鋰離子電池的LiCoO2的開發(fā)Hidekazu Awano
15.1概述
15.2LiCoO2的制造方法和性質(zhì)
15.3進一步提高LiCoO2的性能
15.4總結(jié)
參考文獻
第16章 正極材料:LiNiO2和相關化合物Kazuhiko Kikuya, Masami Ueda, and Hiroshi Yamamoto
16.1概述
16.2LiNiO2的合成工藝
16.3工藝和質(zhì)量之間的關系
16.4總結(jié)
參考文獻
第17章 鋰離子電池錳基正極活性材料Koichi Numata
17.1概述
17.2尖晶石錳酸鋰
17.3層狀的含錳材料
參考文獻
第18章 鋰離子電池碳負極材料發(fā)展趨勢Tatsuya Nishida
18.1概述
18.2MAG的粉末特性
18.3MAG的充放電特性
18.4結(jié)論
參考文獻
第19章 鋰離子電池功能電解質(zhì)Hideya Yoshitake
19.1概述
19.2鋰離子電池電解質(zhì)的過去和未來
19.3功能電解質(zhì)
19.4第二代功能電解質(zhì)
19.5為正極設計的第三代功能電解質(zhì)
19.6其他功能電解質(zhì)
19.7補充說明
參考文獻
第20章 鋰離子電池隔膜Zhengming(John)Zhang and Premanand Ramadass
20.1概述
20.2電池及隔膜市場
20.3隔膜與電池
20.4隔膜的要求
20.5鋰離子二次電池的隔膜
20.6總結(jié)
20.7未來的發(fā)展方向
參考文獻
第21章 聚合物電解質(zhì)與聚合物電池Toshiyuki Osawa and Michiyuki Kono
21.1概述
21.2鋰離子電池的聚合物電解質(zhì)
21.3干式聚合物電解質(zhì)
21.4凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)
21.5使用純聚合物電解質(zhì)的商業(yè)聚合物電池
21.6使用凝膠聚合物電解質(zhì)的商業(yè)化聚合物電池
21.7新趨勢
21.8前景展望
參考文獻
第22章 用于大型二次鋰離子電池的優(yōu)化新型硬碳Aisaku Nagai,Kazuhiko Shimizu,Mariko Maeda,and Kazuma Gotoh
22.1概述
22.2一種新型硬碳的結(jié)構和電化學性質(zhì)
22.3小結(jié)
參考文獻
第23章 高容量鋰離子電池正極材料LiMn2O4Masaki Okada and Masaki Yoshio
23.1概述
23.2實驗
23.3結(jié)果和討論
23.4結(jié)論
參考文獻
1.4消費電子產(chǎn)品
手機和筆記本電腦的應用驅(qū)動將持續(xù)主導電池的應用市場,隨著人們更多的關注,高性能設備、藍牙耳機和3G移動電話將繼續(xù)擴展這個市場。美國、歐洲的手機和筆記本電腦市場已接近飽和,增長速度與國民生產(chǎn)總值同步。手機和筆記本電腦市場增長潛力較大的是亞洲,尤其是中國和印度。
攝像機約占電池應用的25%。通常攝像機是不連續(xù)使用的,在使用之前會放置一段時間,鋰離子電池的儲存壽命要明顯好于之前使用的Nicd電池和Ni—MH電池。數(shù)碼照相機的應用緊隨其后,它們使用的堿性電池和Ni—MH電池正逐漸被鋰離子電池替代。大多數(shù)一次電池缺乏照相機工作時所需的瞬間高脈沖電流的要求,只有LiFesz體系一次電池能滿足數(shù)碼相機工作時的性能要求。筆記本電腦和手機用戶會定期為電池充電以保證持續(xù)使用。此外,很多手機都有內(nèi)置攝像頭,這有可能減緩數(shù)碼相機市場的發(fā)展。
1.5手持電動工具
電動工具市場主要以Ni—Cd電池為主。就電池體積而言,它排在第三位。與鋰離子電池相比,這種電池較重且工作時間短。早期的鋰離子電池高功率性能不及NiCd電池,近來采用LiMn2O4或LiFePO4正極材料的高功率鋰離子電池開始應用于電動工具領域。與以前的Ni—cd電池相比,鋰離子電池體積只有其三分之一,質(zhì)量也只有其一半。使用磷酸鹽正極材料的電池在安全性方面具有明顯優(yōu)勢,其600℃以下不會熱失控。納米磷酸鹽正極材料具有更好的安全性能和更高的容量,因此是理想的正極材料。由于這個市場對價格非常敏感,且NiMH電池低溫性能和高功率性能較差,因此Ni—cd電池得到了更多的應用。鋰離子電池電動工具的引進者DeWalt和MilwaukeeTool為鋰離子電池的發(fā)展提供了契機。
1.6不間斷電源及靜態(tài)儲能
不問斷電源市場每年的銷售額為60~100億美元,并且與國民生產(chǎn)總值(GNP)同步增長。市場主要以鉛酸電池為主。鉛酸電池正在由濕式技術緩慢轉(zhuǎn)變?yōu)殚y控式技術。閥控式鉛酸電池是密封的,在充電和靜置狀態(tài)下不會釋放氫氣和酸性氣體,但是其造價較高。造價更高的袋式Ni—cd電池對閥控電池有很強的競爭力,這種電池有很長的使用壽命,Ni—cd電池使用15年或更長的時間是很正常的。越來越高的環(huán)保要求使環(huán)境友好的高成本鋰離子電、池對鉛酸電池和Ni~Cd電池形成了挑戰(zhàn)。
不間斷電源市場是價格敏感型市場,鋰離子電池需要達到0.3美元/w·h才有可能實現(xiàn)市場滲透,新型的、成本更低的錳和磷酸鹽正極材料電池可以達到這個成本目標。需要說明的是,這個市場領域的幾家鉛酸電池公司最近已經(jīng)和鋰離子電池制造商簽訂協(xié)議,為其提供電池以進行評估,此現(xiàn)象表明大多數(shù)傳統(tǒng)的鉛酸電池制造商已經(jīng)在積極轉(zhuǎn)型中。
1.7運輸工具
鋰離子電池在運輸工具領域有很好的商機。鋰離子電池在動力電池市場擁有最好的前景,一旦實現(xiàn)應用,鋰離子電池在運輸工具的應用市場將會遠‘遠大于便攜設備市場。segway運輸車已經(jīng)將NiMH電池換為鋰離子電池。豐田Prius將會在下一代模組設計中將Ni—MH電池改為鋰離子電池。包括淡水湖的救援摩托艇在內(nèi),鋰離子電池將進入這個龐大的市場并搭建起自己的平臺。歐洲已經(jīng)開始禁止在所有湖泊使用汽油摩托艇,美國的一些湖泊也開始禁止汽油摩托艇的使用,駕駛者必須使用電池驅(qū)動的摩托艇。這些摩托艇目前使用的是鉛酸電池。在歐洲,更小、更輕便的鋰離子電池在這個領域中已開始應用。
2007年,Tesla電動汽車達到了200英里以上的續(xù)航里程,為運輸領域過渡至電池驅(qū)動奠定了基礎,使用新型正負極體系的鋰離子電池也將替代傳統(tǒng)的鉛酸su(啟動一照明點火)電池用于燃油動力交通工具的啟動申源。
……