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出版者:World Scientific Publishing Company

作者:Balbuena, Perla B. (EDT)/ Wang, Yixuan (EDT)

出品人:

页数:420

译者:

出版时间:2004-05-31

价格:USD 155.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781860943621

丛书系列:

图书标签:

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深入探索材料科学与可持续能源的未来：一部聚焦下一代储能技术的综述 图书名称：Advanced Materials for Sustainable Energy Storage: Beyond Lithium-Ion Horizons 书籍简介 在当前全球能源转型的浪潮中，高效、安全且环境友好的储能技术已成为驱动可再生能源并网、电动交通普及以及便携式电子设备升级的关键瓶颈。本书《Advanced Materials for Sustainable Energy Storage: Beyond Lithium-Ion Horizons》并非仅仅关注现有主流技术，而是以一种前瞻性的视角，全面、深入地剖析了正处于研究前沿和产业化初期阶段的下一代储能系统所依赖的尖端材料科学。本书旨在为材料科学家、化学工程师、能源系统规划师以及对未来储能技术感兴趣的研究人员，提供一份详尽且具有高度学术深度的参考指南。 本书的核心宗旨在于系统地梳理并评估那些有望在能量密度、功率密度、循环寿命、安全性以及资源可持续性方面超越现有主流技术限制的新型电化学体系。我们将聚焦于那些尚处于实验室验证或小规模示范阶段，但潜力巨大的技术路线。 第一部分：固态电化学界面与高能正极的突破 本书的第一部分将从基础材料学角度出发，深入探讨全固态电池（All-Solid-State Batteries, ASSBs）领域的核心挑战与最新进展。我们详细分析了无机固态电解质（如硫化物、氧化物和聚合物）的离子传导机制、界面阻抗问题以及与电极材料的兼容性。章节中，我们将重点讨论如何通过界面工程技术，如原位涂层、薄膜沉积和纳米结构调控，来构建稳定且低阻抗的固-固界面。 在正极材料方面，本书突破了传统层状氧化物和尖晶石结构的局限，将主要篇幅献给富锂锰基正极（Lithium-Rich Manganese Composites）和高容量磷酸盐/氟化物正极的最新研究。我们深入探讨了锂层与过渡金属层之间复杂的结构弛豫机制，揭示了如何通过元素掺杂（如高价金属离子替代）和表面修饰（如惰性氧化物包覆）来抑制充电过程中的电压衰减和结构降解，从而实现超过300 Wh/kg的理论能量密度。我们特别关注了在超高电压窗口下，材料的电化学稳定性窗口的拓宽策略。 第二部分：新型负极材料与界面稳定化策略 第二部分聚焦于负极材料的革新，特别是针对金属锂负极的全面解决方案。金属锂因其极高的理论容量，被视为下一代高能量密度电池的终极负极。然而，枝晶生长（Dendrite Formation）和锂枝晶穿透隔膜带来的安全隐患是其商业化的主要障碍。 本书细致梳理了通过机械约束（如高强度固体电解质层）和电化学诱导（如人工固体电解质界面膜，SEI）来控制锂沉积形态的研究。我们引入了多种新型粘结剂和导电添加剂的复合体系，以期在保证高倍率性能的同时，实现均匀、致密的锂沉积。此外，本书还收录了硅基负极（Si/C复合材料）和金属氧化物负极（如SnO2）在体积膨胀管理方面的最新成果，包括利用微孔结构设计和应力缓冲层的应用实例。 第三部分：超越锂的储能体系：钠离子、钾离子与多价离子电池 认识到锂资源的地域分布不均和成本波动，本书将大量篇幅用于探讨后锂离子电池（Post-Lithium-Ion Batteries）的材料体系。 钠离子电池（NIBs）作为最具潜力的替代方案，我们详细分析了硬碳、软碳以及新型钠层状氧化物和普鲁士蓝类似物（PBA）在嵌入/脱出动力学上的差异。重点讨论了如何设计具有大层间距或开放通道结构的材料以适应较大的钠离子半径。 对于钾离子电池（PIBs），本书探讨了其在超低温性能和高能量密度方面的优势与挑战，特别是如何构建适用于钾离子存储的独特晶体结构。 更具挑战性的是多价离子电池（如镁离子、钙离子和锌离子电池）。我们深入剖析了多价离子在电解质中络合效应的复杂性，以及如何寻找能够实现可逆嵌入/脱出的宿主材料。特别是对金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）在作为多价离子电极材料方面的应用前景进行了系统评估。 第四部分：下一代电解质与能源转化材料 本书的第四部分转向了支撑这些新型电池体系的电解质技术和电化学能源转化的交叉领域。 在电解质方面，我们对高浓度电解液（HCEs）和局部高浓度电解液（LHCEs）如何重塑电极/电解液界面，促进稳定SEI形成的机理进行了深入的理论建模与实验验证。同时，我们对离子液体（Ionic Liquids）和新型醚类溶剂在拓宽电化学窗口方面的贡献进行了详尽的比较分析。 此外，本书收录了关于液流电池（Flow Batteries）的最新进展，重点关注有机电解液和非贵金属基电极材料的设计，以期实现长寿命、高容量的电网级储能。并对金属-空气电池（如锂-空气、锌-空气）中催化剂层的材料工程进行了探讨，旨在克服其充放电过程中的副反应问题。 结论与展望 本书最后一部分总结了当前储能材料研究中的核心瓶颈，并对未来十年内可能实现商业化的关键技术路径进行了预测。它强调了理论计算模拟（如DFT计算）在加速新材料发现过程中的不可替代作用，并呼吁研究人员在追求高能量密度指标的同时，必须将环境友好性、供应链安全性和全生命周期成本分析纳入材料选择的决策框架中。 《Advanced Materials for Sustainable Energy Storage》是一部为应对全球能源挑战而精心编撰的深度参考著作，它清晰地描绘了材料科学如何引领下一代可持续储能系统的革命。

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这本《锂离子电池》当我第一次拿到它的时候，就被它厚重的质感和封面上那个充满科技感的蓝色光晕所吸引。我一直对能源技术，尤其是那些能够改变我们生活方式的革命性技术充满好奇，而锂离子电池无疑是其中的佼佼者。这本书的排版非常精良，纸张的触感也相当舒适，让人在阅读之初就产生了一种愉悦的体验。我通常喜欢在安静的夜晚，泡上一杯茶，然后沉浸在书本的世界里，而这本书，无疑给了我这样的机会。我原本以为它会是一本充斥着艰深专业术语的学术专著，但令我惊喜的是，虽然它确实涉及到了不少科学原理，但作者以一种非常平易近人的方式进行阐述，很多复杂概念都能被我这个非专业读者所理解。就好像我不是在阅读一本教科书，而是在听一位知识渊博的长者娓娓道来，他用他丰富的经验和深刻的洞察，为我揭示了锂离子电池背后那令人着迷的奥秘。从电池的起源，到其基本的工作原理，再到各种不同类型的锂离子电池的特性和应用，本书都进行了细致入微的介绍。我尤其对书中关于电池的安全性设计和环境保护方面的讨论印象深刻，这让我意识到，任何一项伟大的技术，都不能忽视其潜在的风险和对环境的影响。这本书不仅满足了我对锂离子电池基础知识的渴望，更激发了我对未来能源发展的无限遐想。

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我一直对“能源”这个词有着天然的兴趣，而《锂离子电池》这本书，无疑为我打开了一扇通往这个迷人领域的大门。我并不是一个专业的科学背景出身，所以一开始有些担心自己是否能完全理解书中的内容。然而，令我惊喜的是，作者以一种非常易懂且引人入胜的方式，将锂离子电池的方方面面呈现在我眼前。从电池是如何通过离子的移动来储存和释放能量，到不同材料在电池中的作用，再到电池在日常生活中的各种应用，本书都进行了细致入微的讲解。我特别喜欢书中关于电池在消费电子产品中的广泛应用的部分，它让我意识到，我们日常使用的智能手机、笔记本电脑，都离不开锂离子电池的支持。此外，书中对电动汽车和储能系统方面的深入探讨，更是让我看到了锂离子电池技术在推动可持续发展方面所扮演的关键角色。这本书不仅满足了我对知识的好奇心，更让我对这项技术背后的创新精神和对人类社会的贡献有了更深的敬意。

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《锂离子电池》这本书，无疑是一次令人耳目一新的阅读体验。我是一名普通的科技爱好者，对各种新兴技术都充满好奇，而锂离子电池作为当前最热门的技术之一，自然引起了我的极大兴趣。这本书的内容非常全面，从锂离子电池的基本原理，到其发展历史，再到各种不同类型的锂离子电池的特点和应用，都进行了详细的介绍。我尤其喜欢书中关于电池在智能手机和电动汽车等领域的应用案例分析，它让我能够更直观地理解锂离子电池技术是如何改变我们的生活的。而且，作者在讲述这些内容时，并没有使用过多的专业术语，而是用一种非常通俗易懂的语言来解释复杂的科学概念，这对于我这样的非专业读者来说，无疑是一种福音。此外，本书在电池的安全性、可靠性以及未来发展趋势方面的探讨，也让我对这项技术有了更深入的了解。读完这本书，我不仅对锂离子电池有了更清晰的认识，更对其在未来能源发展中所扮演的重要角色有了更深的感悟。

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这本书，我只能说，它给了我一种前所未有的沉浸式体验。我本身就是一名电池行业的从业者，但即便如此，在阅读《锂离子电池》的过程中，我依然学到了许多新的知识和视角。作者在内容的选择和编排上可谓是煞费苦心，既有对基本原理的深入剖析，又有对前沿技术的最新进展的报道。我尤其喜欢书中关于材料科学的部分，它详细介绍了正负极材料、电解液和隔膜等关键组成部分的最新研究成果，以及这些材料的性能如何影响电池的整体表现。读到这些内容时，我仿佛置身于一个高科技的实验室，亲眼见证着科学家们如何通过不断地探索和创新，来突破电池技术的瓶颈。此外，本书在电池的生产工艺、质量控制以及可靠性测试方面也进行了详细的介绍，这对于我们理解电池的工业化生产流程非常有帮助。更让我感到惊喜的是，书中还探讨了下一代电池技术，例如固态电池和锂硫电池等，这些内容让我对未来电池技术的发展趋势有了更清晰的认识。总而言之，这是一本非常全面且具有深度的书籍，无论你是行业内的专业人士，还是对电池技术感兴趣的普通读者，都能从中获益匪浅。

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当我拿到《锂离子电池》这本书时，我并没有抱有太大的期望，只是觉得作为一名对新能源领域感兴趣的普通人，了解一下这项关键技术总归是有益的。然而，这本书的阅读体验完全超出了我的预期。作者以一种非常生动有趣的方式，将原本可能枯燥的科学知识呈现在读者面前。我特别喜欢书中那些精心设计的插图和图表，它们将复杂的化学反应和物理过程形象化，让我能够轻松地理解锂离子电池的工作原理。而且，本书的叙述风格非常流畅，仿佛在听一个经验丰富的老师在给我讲解，而不是在啃一本艰涩的教材。从锂离子电池的发现历史，到其基本结构和工作机制，再到各种不同类型的锂离子电池的特点和应用场景，书中都进行了详尽的介绍。我尤其对书中关于电池安全性和失效机制的讨论印象深刻，这让我明白了为什么在使用锂离子电池时需要注意一些事项。这本书不仅拓宽了我的知识面，更激发了我对未来能源技术发展的无限憧憬。我开始意识到，锂离子电池不仅仅是我们日常生活中随处可见的电子设备的动力来源，更是推动全球能源革命的关键力量。

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我最近有幸阅读了《锂离子电池》这本书，总体而言，这是一次相当有启发性的阅读体验。作为一名对科技发展趋势密切关注的爱好者，我一直在寻找能够系统了解当下最热门技术之一的渠道，而这本书恰好满足了我的需求。它并非一本浅尝辄止的科普读物，而是深入挖掘了锂离子电池的方方面面，从最初的概念萌芽，到实验室中的反复试验，再到最终走向工业化生产和广泛应用，作者都进行了详实的梳理。我特别喜欢书中对不同化学体系的锂离子电池进行对比分析的部分，无论是磷酸铁锂、三元材料还是钴酸锂，书中都对其优缺点、成本、能量密度、循环寿命以及安全性等方面进行了详细的阐述，这让我能够更清晰地认识到不同材料在实际应用中所扮演的角色。此外，本书在电池管理系统（BMS）和充电技术方面的讲解也十分到位，这对于理解如何安全有效地使用和维护锂离子电池至关重要。读完这本书，我不仅对锂离子电池的工作原理有了更深刻的理解，更对其在电动汽车、消费电子产品以及储能系统等领域的巨大潜力有了更清晰的认识。它让我明白，这不仅仅是一种能源储存设备，更是推动现代社会进步的重要驱动力之一。

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坦白说，我一开始对《锂离子电池》这本书的期待并没有太高，以为会是那种枯燥乏味的专业书籍，充斥着晦涩难懂的公式和图表。然而，当我翻开它，并开始阅读第一章时，我便被书中流畅的语言和清晰的逻辑所吸引。作者显然花了很多心思去组织内容，使得原本可能复杂的科学概念变得易于理解。我尤其欣赏的是，本书并没有仅仅停留在理论层面，而是花了大量的篇幅去探讨锂离子电池在现实世界中的应用和发展。从智能手机到电动汽车，再到正在兴起的储能技术，书中都提供了详实的案例分析，让我能够更直观地感受到锂离子电池技术对我们生活产生的巨大影响。例如，在讲述电动汽车电池时，作者详细分析了续航里程、充电速度、电池成本等关键因素，并探讨了这些因素如何影响着电动汽车的普及。此外，书中对电池回收和可持续性的讨论也让我印象深刻，这不仅是一个技术问题，更是一个关乎未来发展的重要议题。这本书让我对锂离子电池这项技术有了全新的认识，它不仅仅是能量的载体，更是未来绿色能源转型的重要基石。

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当我第一次拿到《锂离子电池》这本书的时候，我并不知道自己会如此着迷。我原本只是想通过它来了解一下这项我们生活中必不可少的技术，但很快，我就被书中引人入胜的内容所吸引。作者以一种非常生动的方式，将原本可能枯燥的科学知识变得有趣起来。从锂离子电池是如何被发现和发展起来的，到它最基础的工作原理，再到其在不同领域的广泛应用，本书都进行了详尽的介绍。我尤其喜欢书中关于电池在电动汽车领域的应用分析，它详细阐述了电池如何解决续航里程和充电效率等问题，从而推动了电动汽车的普及。此外，本书对电池的回收利用和环境影响的讨论，也让我对这项技术有了更全面的认识，它不仅仅是关于能源的储存，更是关于如何以一种可持续的方式来利用能源。这本书不仅增长了我的见识，更让我对未来清洁能源的发展充满了信心。

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要我说，《锂离子电池》这本书，真的是一本非常扎实的著作。我本身就是一名在新能源领域工作多年的技术人员，对于锂离子电池的原理和应用有着一定的了解，但我仍然在这本书中发现了许多新的东西。作者在内容上非常严谨，并且对最新的研究成果和技术动态都有所涵盖。我特别喜欢书中关于电池材料的深入分析，它详细介绍了正负极材料、电解液和隔膜的化学结构、物理性能以及它们对电池性能的影响。读到这些内容时，我感觉自己仿佛在参与一场材料科学的盛宴，在探索如何通过优化材料来提升电池的能量密度、功率密度和循环寿命。此外，本书在电池的安全性设计和失效模式分析方面也进行了详细的阐述，这对于确保电池的安全使用和避免潜在风险至关重要。作者还对下一代电池技术，如固态电池和锂空气电池等进行了展望，这让我对未来电池技术的发展方向有了更清晰的认识。总而言之，这本书是一份非常宝贵的参考资料，无论是对于行业内的专业人士，还是对电池技术感兴趣的普通读者，都具有很高的阅读价值。

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这本《锂离子电池》的确是一本值得细细品味的著作。作为一名工程师，我总是对那些能够解决实际问题的技术细节非常感兴趣，而这本书在这方面做得非常出色。它不仅仅是简单地介绍锂离子电池是什么，更深入地探讨了它是如何被设计、制造和优化的。我尤其欣赏书中关于电池能量密度提升和成本降低的策略分析，这反映了当前行业发展的主要方向和挑战。书中对不同材料体系的详细对比，以及对它们在不同应用场景下的优劣势的评价，都为我提供了宝贵的参考。例如，在讨论电动汽车电池时，作者不仅分析了能量密度和续航里程，还深入探讨了快充技术、电池寿命以及热管理系统等关键因素，这些都是我在实际工作中需要考虑的。此外，本书在电池的循环寿命和可靠性方面的阐述也十分到位，这对于保证电池在各种复杂环境下的稳定运行至关重要。读完这本书，我对锂离子电池技术的理解上升到了一个新的高度，也对未来这项技术的发展方向有了更清晰的认识。

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