Advances in Lithium-Ion Batteries pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Walter van Schalkwijk

出品人:

页数:523

译者:

出版时间:2002-06-30

价格:USD 153.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780306473562

丛书系列:

图书标签:

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《电化学能源储存的未来：Beyond Lithium-Ion》 本书深入探讨了当前锂离子电池技术所面临的挑战，并展望了下一代电化学能源储存技术的广阔前景。从基础材料科学到前沿器件设计，再到大规模生产和实际应用，我们将为您全面解读超越锂离子电池的多元化储能解决方案。 第一部分：锂离子电池的局限性与演进 尽管锂离子电池在过去几十年中取得了辉煌成就，但其内在的能量密度限制、安全隐患（如热失控）、以及对稀缺钴等元素的依赖，正日益成为其进一步发展的瓶颈。本部分将剖析这些挑战，并回顾锂离子电池从初期设计到当前高性能版本的关键技术突破，为理解未来技术的发展奠定基础。我们将审视改良电解液、固态电解质、新型正负极材料（如硅基负极、高镍三元正极）等领域的研究进展，展示锂离子电池自身仍在不断突破的潜力。 第二部分：后锂离子电池时代的新兴技术 本部分将聚焦那些有望在不久的将来取代或补充锂离子电池的颠覆性技术。 锂硫（Li-S）电池： 锂硫电池以其理论能量密度高（高达 2600 Wh/kg）、硫资源丰富且成本低廉的优势，成为备受瞩目的研究方向。我们将深入探讨其核心挑战，如多硫化物的穿梭效应、体积变化大、硫电导率低以及锂金属负极的稳定性问题。本书将详述当前为解决这些问题所做的努力，包括新型硫载体材料（如碳材料、聚合物）、电解液添加剂、以及保护锂金属负极的策略。 锂空气（Li-O2）电池： 锂空气电池凭借其惊人的理论能量密度（高达 3500 Wh/kg，甚至超过汽油），被誉为“终极电池”。这类电池以金属锂为负极，以空气中的氧气为正极活性物质。本书将全面解析锂空气电池的技术难题，包括氧还原/析氧反应（ORR/OER）的动力学缓慢、电解液分解、碳基正极的稳定性和过充电问题。我们将介绍各种催化剂的设计、电解液的优化、以及新型正极结构的设计思路，以期解锁其巨大的能量潜力。 金属氢化物电池： 尽管与锂离子电池的机理不同，金属氢化物电池在储氢和燃料电池领域展现出独特的优势。本书将探讨不同金属合金的储氢能力、氢化/脱氢动力学、以及在不同温度和压力条件下的性能表现。我们将分析其在固定式储能和移动能源中的应用潜力。 钠离子（Na-ion）电池： 钠离子电池因钠资源储量丰富、成本低廉、且在低成本储能应用中具有巨大潜力，正受到越来越多的关注。本书将详细阐述钠离子电池的工作原理，并重点分析其与锂离子电池的异同。我们将介绍钠离子电池的关键材料，包括层状氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类似物等正极材料，以及硬碳、钛酸钠等负极材料。此外，本书还将深入探讨电解液的设计、界面稳定性以及大规模生产的挑战。 固态电池（Solid-State Batteries）： 固态电池以其固态电解质取代了传统锂离子电池中的易燃液态电解液，有望显著提升电池的安全性、能量密度和循环寿命。本书将系统介绍不同类型的固态电解质，包括氧化物陶瓷、硫化物、聚合物和混合型电解质。我们将详细讨论固态电解质的离子电导率、界面电阻、以及与电极材料的匹配性。此外，本书还将重点关注固态电池的制备工艺、体积变化管理、以及产业化面临的挑战。 其他新兴电池技术： 除了上述重点介绍的技术外，本书还将简要回顾其他具有潜力的电化学储能技术，如镁离子电池、钙离子电池、液流电池（Redox Flow Batteries）等，并分析它们在特定应用场景下的优势与局限性。 第三部分：关键材料与器件设计 无论何种电池技术，高性能材料的设计与器件的优化都是关键。本部分将深入探讨： 负极材料： 从传统的石墨，到硅基负极、锂金属、镁金属等，以及其他新型合金和复合材料，我们将分析它们的储锂/储钠/储金属机理、比容量、循环稳定性以及界面行为。 正极材料： 涵盖高电压、高容量的无钴、富锂材料，以及硫、空气等新型正极活性物质，重点关注其结构稳定性、电化学活性和电导率。 电解质： 包括有机电解液、离子液体、固态电解质（氧化物、硫化物、聚合物）等，分析其离子导电性、电化学窗口、热稳定性以及与电极材料的相容性。 隔膜技术： 探讨传统聚合物隔膜的改性以及固态隔膜的发展，以提高安全性、阻止穿梭效应并降低界面电阻。 电极制备与器件结构： 介绍先进的电极制备技术（如3D打印、原子层沉积），以及不同器件结构（如薄膜电池、柔性电池）的设计原理和性能影响。 第四部分：应用与未来展望 本书的最后部分将聚焦这些新兴电池技术在不同领域的应用潜力，包括： 电动汽车（EVs）： 满足更长续航里程、更短充电时间、更高安全性的需求。 便携式电子设备： 实现更轻薄、更长效的供电解决方案。 电网级储能： 为可再生能源（太阳能、风能）提供稳定可靠的储能支持，解决其间歇性问题。 航空航天与军事应用： 满足极端环境下的高能量密度和高可靠性要求。 我们将讨论实现这些应用所需要克服的技术挑战，以及推动技术商业化和产业化发展的市场驱动因素。本书旨在为科研人员、工程师、以及对未来能源储存技术感兴趣的读者提供一个全面、深入且富有前瞻性的视角。

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这本书的封面设计非常吸引人，我一眼就被那深邃的蓝色背景和闪烁着能量的锂离子图案所吸引。在书架上，它散发出一种专业而又充满未来感的科技气息。我平时对新能源技术，特别是电池领域抱有浓厚的兴趣，常常会留意一些最新的研究进展和技术突破。虽然我尚未有机会深入研读这本书的具体内容，但仅从其“Advances in Lithium-Ion Batteries”这个名称，我就能联想到其中蕴含的丰富信息。我猜测这本书可能会涵盖最新的正负极材料、电解液技术、电池管理系统（BMS）以及固态电池等前沿研究方向。对于我这样一位在相关行业工作的工程师来说，一本能够及时更新技术知识、提供创新思路的书籍，无疑是宝贵的财富。它可能会帮助我理解目前行业面临的挑战，并为我指明未来技术发展的可能路径。书名中“Advances”一词尤其引人注目，这意味着它很可能收录了近几年来在该领域取得的突破性进展，而非停留在基础的理论介绍。我期待这本书能带来一些令人兴奋的见解，或许还能为我正在进行的某个项目提供灵感，或者解答我在实践中遇到的某些技术难题。这本书在我心中已经成为一个代表着技术前沿和未来可能性的符号，我迫不及待地想翻开它，一探究竟。

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《Advances in Lithium-Ion Batteries》这本书，单从书名就能感受到一种强大的学术底蕴和技术深度。在琳琅满目的书架上，它显得尤为醒目，透露出一种专注于核心科学问题的严谨态度。我是一名在新能源领域工作的工程师，虽然我的工作主要集中在系统集成和应用层面，但我深知基础材料和核心技术的进步是整个行业发展的基石。我期待这本书能够为我提供一个全面而深入的视角，了解当前锂离子电池领域最前沿的研究成果。我猜测书中会详细介绍各种新型正极、负极材料的化学特性、结构优势以及在实际应用中可能遇到的挑战。同时，对于电解液的设计、隔膜的性能以及电池组的结构优化等方面的最新进展，我也抱有浓厚的兴趣。此外，我希望能从中了解到一些关于电池健康监测、故障诊断以及安全防护技术的最新研究进展，这些都与我日常的工作紧密相关。这本书在我看来，不仅是一本技术参考书，更是一个能够帮助我站在更高维度思考行业发展方向的宝贵资源。

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当我注意到《Advances in Lithium-Ion Batteries》这本书时，我的第一反应是它可能是一本非常“硬核”的书籍，专为那些已经对锂离子电池有一定了解的读者准备。我是一名业余的科技爱好者，平时喜欢阅读一些关于未来科技趋势的书籍，而电池技术无疑是其中至关重要的一环。虽然我不是专业人士，但我对电动汽车日益普及所带来的能源需求以及对电池技术不断进步的期待有着切身的体会。我猜测这本书的书名“Advances”表明它不会停留在基础概念的讲解，而是会深入探讨最新的技术突破和研究方向。我期待它能用一种相对易于理解的方式，为我揭示诸如提高电池能量密度的方法、延长电池使用寿命的策略、以及如何确保电池在极端条件下的安全性等关键问题。或许，它还会介绍一些正在研发中的下一代电池技术，让我对未来的能源存储有一个更清晰的认识。这本书在我心中，代表着科技进步的力量，以及我对更清洁、更高效能源未来的憧憬。

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翻阅到《Advances in Lithium-Ion Batteries》这本书时，我立刻被它所传递出的严谨与深邃所吸引。它不像那些大众科普读物那样，用华丽的辞藻和浅显的比喻来描绘技术。相反，它的名字本身就暗示着这是一本面向专业读者，深入剖析锂离子电池领域最前沿学术研究的著作。作为一名在高校从事材料科学研究的教师，我深知学术研究的严谨性，也渴望了解同行们在锂离子电池领域最新的理论探索和实验验证。我预测这本书的内容会非常丰富，可能包含了各种新型电极材料的合成与表征、电解质体系的优化设计、电池结构与性能关系的深入分析，以及电化学机理的模拟与计算等。此外，我还希望能看到书中对当前锂离子电池技术存在的瓶颈，例如安全隐患、资源可持续性以及回收利用等问题，进行更具深度和前瞻性的探讨。一本真正意义上的“Advances”书籍，应该能够引领读者思考，激发新的研究思路，并为解决行业内的重大难题提供理论指导。这本书在我心目中，是一个可以信赖的知识宝库。

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当我看到《Advances in Lithium-Ion Batteries》这本书时，我脑海中立刻浮现出一幅画面：一个充满活力的学术研讨会，各国顶尖的科学家和工程师们正就锂离子电池的最新突破进行热烈讨论。这本书给我的第一感觉就是它极具前瞻性和权威性。虽然我并非电池领域的专家，但作为一名对科技发展趋势有着敏锐洞察力的行业观察者，我知道锂离子电池是现代社会不可或缺的能源储存方式，从智能手机到电动汽车，再到大规模储能系统，它的应用几乎无处不在。因此，任何关于其“Advances”的探讨，都意味着对未来技术走向的关键解读。我猜想这本书的编者们必定是经过精心挑选，汇集了行业内最顶尖的研究成果和最深刻的分析。我期待它能以清晰易懂的方式，向我展示诸如能量密度、循环寿命、安全性以及成本效益等关键指标的最新提升，或许还会深入探讨下一代电池技术，例如钠离子电池、金属空气电池等，这些新兴技术与锂离子电池的竞争与融合，也是我非常关注的焦点。这本书在我看来，不仅是一部技术手册，更是一扇通往未来能源世界的窗口。

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