高比能固態(tài)鋰電池

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(shì)      003
1.3  固態(tài)鋰電池分類(lèi)      004
1.4  固態(tài)鋰電池國(guó)內(nèi)外政策      004
1.4.1　固態(tài)鋰電池國(guó)內(nèi)政策      004
1.4.2　固態(tài)鋰電池國(guó)外政策      005
1.5  固態(tài)鋰電池發(fā)展路線      005
1.5.1　國(guó)內(nèi)固態(tài)鋰電池發(fā)展路線      005
1.5.2　國(guó)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(lái)發(fā)展方向      008
參考文獻(xiàn)      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(wú)機(jī)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(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)      032
2.3.1　有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)類(lèi)型      032
2.3.2　有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)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(zhuān)利分析      038
2.4.1　全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)      038
2.4.2　全球?qū)＠夹g(shù)分布狀況      040
2.4.3　全球競(jìng)爭(zhēng)區(qū)域與競(jìng)爭(zhēng)主體      041
2.5  聚合物固態(tài)電解質(zhì)專(zhuān)利態(tài)勢(shì)分析      043
2.5.1　聚合物固態(tài)電解質(zhì)專(zhuān)利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)      043
2.5.2　聚合物固態(tài)電解質(zhì)專(zhuān)利技術(shù)分布      044
2.5.3　聚合物固態(tài)電解質(zhì)專(zhuān)利地域分布      045
2.5.4　聚合物固態(tài)電解質(zhì)專(zhuān)利重點(diǎn)技術(shù)      047
2.6  本章結(jié)語(yǔ)      050
參考文獻(xiàn)      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(lèi)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(yǔ)      087
參考文獻(xiàn)      087
第4章　固態(tài)鋰電池負(fù)極材料      093
4.1  鋰金屬負(fù)極材料      096
4.1.1　鋰金屬負(fù)極特點(diǎn)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(fù)極材料      106
4.2.1　石墨負(fù)極      106
4.2.2　鈦酸鋰負(fù)極      108
4.3  合金型負(fù)極材料      110
4.3.1　合金型負(fù)極材料特點(diǎn)及發(fā)展歷程      110
4.3.2　合金型負(fù)極在固態(tài)電池負(fù)極領(lǐng)域的應(yīng)用      112
4.4  本章結(jié)語(yǔ)      125
參考文獻(xiàn)      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(qiáng)的聚合物鋰電池正極黏結(jié)劑      138
5.2  負(fù)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(fù)極黏結(jié)劑      143
5.2.2　原位固態(tài)化策略增強(qiáng)的聚合物鋰電池硅負(fù)極黏結(jié)劑      145
5.3  無(wú)機(jī)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(zhuān)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(zhuān)利態(tài)勢(shì)分析      158
5.5  本章結(jié)語(yǔ)      163
參考文獻(xiàn)      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(jī)      193
6.3.2　成膜系統(tǒng)-熱壓成膜復(fù)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(bǔ)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(qiáng)韌的固態(tài)電解質(zhì)      203
6.5  壓力對(duì)循環(huán)穩(wěn)定性的影響      207
6.5.1　壓力對(duì)硫化物固態(tài)電解質(zhì)的影響      209
6.5.2　壓力對(duì)氧化物固態(tài)電解質(zhì)的影響      210
6.5.3　壓力對(duì)聚合物固態(tài)電解質(zhì)的影響      211
6.5.4　壓力對(duì)負(fù)極材料的影響      212
6.5.5　壓力對(duì)正極材料的影響      213
6.6  本章結(jié)語(yǔ)      214
參考文獻(xiàn)      215
第7章　固態(tài)鋰電池界面問(wèn)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(lèi)型      222
7.3  固態(tài)鋰電池的界面問(wèn)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(fù)極界面      239
7.3.5　正極和負(fù)極界面串?dāng)_的失效機(jī)制      244
7.4  多尺度多物理場(chǎng)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(cè)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(yǔ)      262
參考文獻(xiàn)      263
第8章　固態(tài)鋰電池理論模擬與機(jī)器學(xué)習(xí)     271
8.1  電極材料理論計(jì)算      272
8.1.1　電極材料概述      272
8.1.2　電極材料計(jì)算方法      273
8.1.3　正極材料理論計(jì)算      276
8.2  固態(tài)電解質(zhì)理論計(jì)算與模擬      280
8.2.1　離子傳輸機(jī)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(xué)穩(wěn)定性理論模擬      287
8.2.4　力學(xué)性能理論模擬      291
8.2.5　利用理論計(jì)算設(shè)計(jì)新型固態(tài)電解質(zhì)      292
8.2.6　高通量計(jì)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(wèn)題理論模擬      299
8.3.2　空間電荷層理論模擬      301
8.3.3　化學(xué)和電化學(xué)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(chǎng)研究      310
8.4.1　多物理場(chǎng)概述      310
8.4.2　鋰電池的電化學(xué)-熱-力耦合模型      312
8.4.3　固態(tài)鋰電池中多物理場(chǎng)模型的應(yīng)用      314
8.5  機(jī)器學(xué)習(xí)及相關(guān)技術(shù)      317
8.5.1　機(jī)器學(xué)習(xí)      317
8.5.2　數(shù)據(jù)庫(kù)      325
8.6  本章結(jié)語(yǔ)      326
參考文獻(xiàn)      327
第9章　固態(tài)鋰電池器件安全性能評(píng)估      340
9.1  固態(tài)電解質(zhì)穩(wěn)定性      342
9.1.1　化學(xué)穩(wěn)定性      342
9.1.2　電化學(xué)穩(wěn)定性      343
9.1.3　機(jī)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(xué)穩(wěn)定性      347
9.2.2　電解質(zhì)及電極材料界面力學(xué)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?zé)岚踩詼y(cè)試方法      349
9.3.1　電池層級(jí)熱安全性測(cè)試方法      349
9.3.2　材料層級(jí)熱安全性測(cè)試方法      350
9.4  固態(tài)電池?zé)崾Э靥攸c(diǎn)及改善策略      352
9.4.1　氧化物固態(tài)電池?zé)崾Э靥攸c(diǎn)及改善策略      353
9.4.2　硫化物固態(tài)電池?zé)崾Э靥攸c(diǎn)及改善策略      360
9.4.3　聚合物固態(tài)電池?zé)崾Э靥攸c(diǎn)及改善策略      368
9.5  固態(tài)電池?zé)崾Э啬M分析方法      373
9.6  固態(tài)電池安全評(píng)價(jià)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(cè)技術(shù)      377
9.7  本章結(jié)語(yǔ)      379
參考文獻(xiàn)      379
第10章　固態(tài)鋰電池應(yīng)用現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與對(duì)策      383
10.1  固態(tài)鋰電池應(yīng)用現(xiàn)狀      384
10.1.1　固態(tài)動(dòng)力電池      386
10.1.2　固態(tài)儲(chǔ)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(duì)策      390
參考文獻(xiàn)      393