鈉離子電池(材料表徵與技術上卷)/智能電動車輛儲能技術與應用系列
內容大鋼
隨著鋰資源不足的問題日漸凸顯，發展不受資源束縛的鈉離子電池逐漸成為新能源行業的焦點之一。本書分為上、下兩卷，對鈉離子電池的負極材料（石墨、硬碳、合金負極）、正極材料（層狀氧化物、聚陰離子化合物、普魯士藍）、電解液（碳酸酯電解液、醚基電解液、離子液體）、固體電解質（聚合物電解質、氧化物電解質）、電池界面、表徵手段、理論計算、失效機制、安全性、固態電池、環境適應性及生命周期評估、產業化應用等進行了系統概述，同時對高功率器件、海水電池等技術進行了介紹。書中對各類關鍵材料及涉及的基礎科學問題、技術、理論等研究現狀和產業應用發展等進行了全面討論，為研究人員提供了鈉離子電池從材料、理論，到技術與應用的全方位資料，希望能對鈉離子電池的研究發展和產業化略盡綿薄之力。
本書適用於從事二次電池、新能源儲能行業的有關人員學習參考，也可作為高校新能源相關專業師生的參考書。
作者介紹
編者:(羅)瑪拉-馬格達萊納·蒂廷斯//(德)菲利普·阿德爾海姆//胡勇勝|責編:何士娟//徐霆|譯者:謝飛
目錄
譯者序
前言
第1章 鈉離子電池石墨負極
1.1 概述
1.2 石墨與石墨嵌入化合物（GIC）
1.3 石墨作為鋰/鈉離子負極材料
1.3.1 石墨在鋰離子電池中的應用（富鋰二元GIC）
1.3.2 在鈉離子電池中使用石墨的問題（缺乏富鈉二元GIC）
1.3.3 在鈉離子電池中使用石墨的解決策略（利用富鈉的三元GIC）
1.4 石墨在鈉離子電池中應用的最新進展
1.4.1 循環過程中晶格和電極膨脹
1.4.2 電解質影響
1.4.3 溫度影響
1.4.4 理化性質
1.4.5 SEI
1.4.6 增加容量
1.5 展望
參考文獻
第2章 鈉離子電池硬碳負極
2.1 概述
2.2 硬碳結構特徵
2.3 硬碳材料表徵
2.3.1 碳層間距及無序度
2.3.2 缺陷表徵
2.3.3 孔結構表徵
2.3.4 表面成分及電極-電解液界面表徵
2.3.5 其他原位/非原位表徵技術應用
2.4 硬碳儲鈉機理
2.5 鈉離子電池硬碳負極分類
2.5.1 生物質衍生硬碳
2.5.2 雜原子摻雜硬碳
2.5.3 其他硬碳材料
2.5.4 軟硬碳複合材料
2.6 總結與展望
附錄常用縮寫詞
參考文獻
第3章 鈉離子電池合金型負極
3.1 概述
3.2 合金型負極材料面臨的主要挑戰
3.2.1 體積膨脹
3.2.2 不穩定的SEI膜
3.2.3 電壓滯后
3.2.4 電化學反應機理
3.3 高性能合金型負極的實現策略
3.3.1 納米結構
3.3.2 形貌和電極結構調控
3.3.3 結構工程
3.3.4 表面工程
3.3.5 複合材料設計
3.4 合金負極改性
3.4.1 磷（P）
3.4.2 硅（Si）
3.4.3 錫（Sn）
3.4.4 鍺（Ge）
3.4.5 銻（Sb）
3.4.6 鉍（Bi）
3.4.7 金屬間化合物
3.5 總結
參考文獻
第4章 鈉基層狀氧化物正極材料
4.1 結構類型
4.2 高電壓鎳基層狀氧化物
4.2.1 概述
4.2.2 一元Ni基層狀氧化物
4.2.3 二元Ni/Fe基層狀氧化物
4.2.4 二元Ni/Mn基層狀氧化物
4.2.5 結論與展望
4.3 低成本Mn及Fe基層狀氧化物
4.3.1 概述
4.3.2 一元Mn和Fe基層狀氧化物
4.3.3 二元Mn/Fe基層狀氧化物
4.3.4 摻雜的二元Mn/Fe基層狀氧化物
4.3.5 結論與展望
4.4 陰離子參與氧化還原的層狀正極材料
4.4.1 概述
4.4.2 增強氧的氧化還原活性及其可逆性的方法
4.4.3 結論與展望
4.5 總結與未來發展趨勢
參考文獻
第5章 鈉離子電池聚陰離子類磷酸鹽正極材料
5.1 引言
5.2 磷酸鹽類電極材料
5.2.1 過渡金屬磷酸鈉（PO43?）
5.2.2 過渡金屬偏磷酸鈉(PO43?)3
5.2.3 過渡金屬焦磷酸鈉（P2O74?）
5.2.4 過渡金屬氧磷酸鈉（OPO4）
5.2.5 過渡金屬氟磷酸鈉
5.2.6 氟化氧磷酸釩鈉Na3V2(PO4)2F3?xOx(0?x?2)
5.2.7 過渡金屬亞硝酸鈉Na2MⅡ2(PO3)3N和Na3MⅢ(PO3)3N
5.3 混合聚陰離子類電極材料
5.3.1 磷酸鹽-焦磷酸鹽混合聚陰離子化合物[(PO4)(P2O7)]
5.3.2 碳酸鹽-磷酸鹽混合聚陰離子化合物[(CO3)(PO4)]
5.4 總結與展望
參考文獻
第6章 鈉離子電池的普魯士藍電極
6.1 概述
6.2 結構與化學鍵
6.3 影響電化學行為的因素
6.3.1 結構轉變
6.3.2 空位和水分子
6.4 合成策略
6.4.1 溶液共沉積法
6.4.2 水熱法/溶劑熱法
6.4.3 電鍍
6.5 水性鈉離子電池
6.5.1 單氧化還原PBA
6.5.2 多電子氧化還原PBA
6.5.3 全PBA水性鈉離子全電池（ASIB）
6.6 非水性SIB
6.6.1 NaxM[Fe(CN)6]?單氧化還原位點
6.6.2 NaxM[Fe(CN)6]?多氧化還原位點
6.6.3 NaxM[A(CN)6]?改變C-配位金屬
6.7 商業化實用性
6.8 挑戰和未來方向
參考文獻
第7章 利用原位X射線和中子散射技術從原子尺度研究
鈉離子電池
7.1 原位研究的重要性和優點
7.2 原位X射線粉末衍射
7.2.1 X射線源和探測器的選擇
7.2.2 設計基於X射線粉末衍射的原位電池
7.2.3 構建適用於原位X射線衍射實驗的鈉離子電池
7.2.4 X射線粉末衍射數據的分析
7.3 基於原位X射線粉末衍射技術研究鈉離子電池的實例
7.4 能提供結構信息的其他原位技術
7.4.1 中子粉末衍射
7.4.2 利用全散射和對分佈函數分析局域原子結構
參考文獻
第8章 鈉離子電池的核磁共振研究
8.1 概述
8.2 電池材料的NMR相互作用
8.2.1 四極相互作用
8.2.2 順磁作用
8.2.3 奈特位移
8.3 電池材料NMR譜的採集
8.3.1 魔角旋轉
8.3.2 電池材料的非原位NMR表徵
8.3.3 電化學池的工況原位/現場原位NMR檢測
8.4 案例
8.4.1 碳基負極的嵌鈉反應
8.4.2 正極材料的固體NMR研究
8.4.3 NaPF6?基電解液的分解
8.5 總結與展望
參考文獻
第9章 鈉離子電池電極材料模擬
9.1 概述
9.2 密度泛函理論和分子動力學模擬
9.2.1 DFT模擬中的近似值
9.2.2 吸附能和插層能
9.2.3 相穩定性
9.2.4 電壓曲線
9.2.5 鈉遷移和擴散
9.3 正極材料
9.3.1 層狀正極材料
9.3.2 聚陰離子正極材料
9.3.3 普魯士藍類似物
9.4 負極材料
9.4.1 碳基負極材料
9.4.2 二維負極材料
9.4.3 層狀負極材料
9.4.4 合金鈉離子電池負極材料
9.5 總結
致謝
參考文獻
第10章 對分佈函數在鈉離子電池研究中的應用
10.1 全散射及對分佈函數（PDF）簡介
10.1.1 常規晶體分析（布拉格衍射）和全散射
10.1.2 對分佈函數的定義
10.1.3 獲得對分佈函數的實驗方法
10.1.4 電池材料數據收集方法
10.2 分析對分佈函數
10.2.1 獨立於模型的分析
10.2.2 PDF分析建模
10.3 鈉離子對分佈函數分析電池材料
10.3.1 硬碳陽極
10.3.2 錫陽極
10.3.3 銻陽極
10.3.4 Na(Ni2/3Sb1/3)O2中的局域陽離子有序度
10.3.5 水鈉錳礦材料
[