鋰空氣電池

《鋰空氣電池》從反應機理、組件結構和器件設計等多方面，對鋰空氣電池進行了詳細介紹和全面論述。每章的編著者都是本領域的前沿研究者，他們結合自身豐富的研究和工作經驗，為讀者提供了翔實的鋰空氣電池基礎理論知識。全書既可視為一個整體，亦可每章單獨成文，為從事鋰空氣電池及化學電源的科技研發工作者提供實用性參考。 ^[1] 

第1章緒論001

1.1鋰空氣電池的能量密度001

1.2鋰空氣電池的發展007

1.3鋰空氣電池的關鍵問題和應用前景013

參考文獻017

第2章非水電解液019

2.1引言019

2.2有機強酸酯類電解液020

2.3穩定電解液025

2.3.1醚類029

2.3.2離子液體031

2.3.3酰氨基類034

2.3.4碸類039

2.3.5二甲基亞碸類041

2.3.6鋰鹽電解質045

2.4電解液的穩定性047

2.5小結與展望048

參考文獻049

第3章有機體系鋰空氣電池中的正極電化學過程053

3.1引言053

3.2基於碳陰極的鋰空氣電池電化學過程057

3.2.1恆流充放電過程057

3.2.2放電充電化學過程063

3.3電解液穩定性065

3.3.1DEMS穩定性065

3.3.2循環性能070

3.3.3關於電解液穩定性的理論072

3.4正極穩定性075

3.5空氣中的污染物對鋰空氣電池的影響078

3.5.1H2O的影響078

3.5.2CO2的影響079

3.5.3選擇性透氧層的前景080

3.6基礎電化學082

3.6.1機理082

3.6.2動力學過電勢088

3.6.3第一性原理過電勢090

3.6.4電催化作用092

3.7電荷傳輸限制093

3.7.1Li2O2電荷傳輸的實驗研究094

3.7.2電荷傳輸的理論模型096

3.7.3極化子的電荷傳輸098

3.7.4Li2O2電荷傳輸問題099

3.8小結和展望100

參考文獻101

第4章鋰空氣電池中氧的還原/析出反應動力學過程及產物105

4.1可充電鋰空氣電池的能量密度、功率密度及其所面臨的挑戰105

4.2鋰空氣電池放電過程動力學及放電產物110

4.2.1碳電極上的氧還原反應動力學110

4.2.2小倍率、低過電勢下放電反應產物112

4.2.3大倍率、高過電勢條件下的放電產物116

4.3鋰空氣電池中放電態正極的表面化學118

4.3.1與Li2O2形貌相關的表面化學118

4.3.2Li2O2和碳之間的化學反應119

4.3.3Li2O2與醚類電解液的化學反應123

4.3.4固態鋰空氣電池的原位APXPS研究125

4.4放電產物形貌和其表面化學性質對Li2O2氧化的影響127

4.5高過電勢下充電制約因素的原位TEM研究133

4.6小結和展望134

參考文獻135

第5章原子理論和第一性原理：鋰空氣電池的計算研究139

5.1引言139

5.2Li2O2性質140

5.2.1過電勢140

5.2.2電子電導率143

5.3電催化劑147

5.3.1碳147

5.3.2貴金屬148

5.3.3過渡金屬氧化物148

5.4電解液150

5.5小結與展望150

參考文獻151

第6章基於鋰保護電極的鋰空氣電池155

6.1引言155

6.2金屬空氣電池的前景與問題155

6.3鋰空氣電池：水系與非水系156

6.3.1非水體系鋰空氣電池158

6.3.2水系鋰空氣電池163

6.4小結與展望170

參考文獻172

第7章水系鋰空氣電池的空氣電極174

7.1引言174

7.2正極電化學反應175

7.3充/放電過程中的空氣電極176

7.3.1放電反應176

7.3.2充電反應176

7.4電解液的影響178

7.4.1充電反應178

7.4.2放電反應180

7.4.3CO2的影響180

7.4.4放電產物的影響180

7.4.5水分管理181

7.5複合空氣電極182

7.6小結與展望183

參考文獻183

第8章水系鋰空氣電池的固體電解質185

8.1引言185

8.2NASICON類水中穩定鋰離子固體電解質：LATP186

8.3石榴石型水溶液穩定鋰離子導體固體電解質：Li7La3Zr2O12 191

8.4鋰離子固體電解質薄片的製備194

8.5水系可充電鋰空氣電池性能197

參考文獻201

第9章全固態鋰空氣二次電池203

9.1引言203

9.2全固態電池204

9.3電池材料204

9.3.1負極205

9.4電解質（膜）205

9.5氧氣電極（正極）206

9.5.1電化學催化206

9.5.2LAGP的電催化性能207

9.6電池反應和開路電壓209

9.7電池設計211

9.8密封電池的電化學性能212

9.8.1能量效率212

9.8.2循環性能212

9.8.3温度的影響213

9.8.4庫倫效率（CE）215

9.9小結與展望216

參考文獻216

第10章一次鋰空氣電池218

10.1引言218

10.2空氣電極222

10.2.1不同碳材料的比表面積和孔隙比223

10.2.2微觀結構226

10.2.3表面修飾（能量密度/功率密度）229

10.3電解液231

10.3.1非水系液態電解液233

10.3.2聚合物和固態電解質235

10.3.3離子液體236

10.3.4水系及混合體系電解液237

10.4設計238

10.5挑戰及展望243

參考文獻244

第11章鋰空氣電池系統概述：氧氣處理的要求與技術248

11.1引言248

11.2系統的設計及目標249

11.3從活性物質到汽車系統253

11.4密封式鋰空氣電池中的O2儲存256

11.5開放式鋰空氣電池中的O2分離260

11.6小結與展望262

參考文獻263

索引265 ^[1] 

解晶瑩，研究員。長期從事鋰系電池相關應用基礎研究及工程化開發、產業化工作。主要研究方向:新型化學電源及相關材料和電源系統研究。 ^[1]