本書共7章，第1章介紹鋰離子電池的基本概念、組成以及國內外相關電池安全標準等；第2章主要介紹使用氟化物取代電解液體系中的碳酸乙烯酯，構建高電壓不燃電解液體系；第3章主要介紹研究聚合物固態(tài)電解質的制備及其對電池安全性能的提升；第4章主要介紹基于商業(yè)隔膜改性和新型隔膜研制的阻燃型聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚間苯二甲酰間苯二胺基隔膜及其對電池電化學和安全性能的影響；第5章主要介紹多種硫化物負極的制備方法及其對電池電化學和安全性能的影響；第6章主要介紹硒化物負極對電池倍率、循環(huán)性能和熱安全性能的增強；第7章介紹電解液、固態(tài)電解質、隔膜和負極的失效分析。
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中國青年科技獎，國家科技進步獎二等獎，教育部自然科學獎二等獎，江蘇省科學技術獎二等獎，中國職業(yè)安全健康協(xié)會科學技術獎一等獎，中國發(fā)明協(xié)會創(chuàng)新獎一等獎
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 鋰離子電池材料 1
1.1.1 鋰離子電池發(fā)展歷史 1
1.1.2 鋰離子電池組成 2
1.2 鋰離子電池相關安全標準 13
1.2.1 國外標準 13
1.2.2 國內標準 15
1.3 鋰離子電池安全性問題 17
參考文獻 23
第2章 阻燃電解液 25
2.1 阻燃電解液的配制及實驗表征 25
2.1.1 實驗材料 25
2.1.2 電解液配制與電池組裝 26
2.1.3 材料和電極結構表征分析 27
2.1.4 熱失控及火災危險性分析 27
2.2 氟代碳酸乙烯酯溶劑對鋰離子電池電化學和安全性能的影響 28
2.2.1 FEC作為共溶劑對NCM811鋰離子電池電化學性能影響 28
2.2.2 FEC作為共溶劑對NCM811鋰離子電池安全性能影響 34
2.3 高電壓不燃電解液體系的鋰離子電池電化學和安全性能 38
2.3.1 高電壓不燃電解液體系的鋰離子電池電化學性能 38
2.3.2 高電壓不燃電解液體系的鋰離子電池安全性能 46
2.4 本章小結 50
參考文獻 51
第3章 固態(tài)電解質 53
3.1 聚合物固態(tài)電解質的配制 53
3.1.1 原材料 53
3.1.2 MXene@CoNi-LDH合成 54
3.1.3 PEO/LiTFSI-MCN固態(tài)電解質制備 55
3.1.4 LiFePO？極片制作 55
3.2 聚合物固態(tài)電解質材料表征 55
3.3 聚合物固態(tài)電解質電化學測試 56
3.3.1 離子電導率 56
3.3.2 電化學窗口 56
3.3.3 鋰離子遷移數(shù) 56
3.3.4 Li/Li電池循環(huán) 56
3.3.5 全電池性能循環(huán) 56
3.4 聚合物固態(tài)電解質結果與討論 57
3.4.1 MXene@CoNi-LDH和PEO/LiTFSI-MCN的制備與表征 57
3.4.2 PEO/LiTFSI-MCN復合電解質的表征 61
3.4.3 離子傳輸機理 65
3.4.4 電化學性能 67
3.4.5 熱解行為分析 72
3.4.6 燃燒行為分析 76
3.4.7 PEO/LiTFSI-9%MCN固態(tài)電池的安全性評估 79
3.5 本章小結 82
參考文獻 83
第4章 阻燃隔膜 86
4.1 聚丙烯腈基隔膜 86
4.2 聚酰亞胺基隔膜 99
4.3 聚間苯二甲酰間苯二胺基隔膜 124
4.4 本章小結 136
參考文獻 137
第5章 安全硫化物負極 141
5.1 實驗原料及儀器 141
5.1.1 實驗試劑 141
5.1.2 材料表征方法 141
5.1.3 電池安全性分析方法 141
5.2 雜原子摻雜碳氣凝膠/二硫化鈷(CoS？@NCA)納米結構 142
5.2.1 材料合成 142
5.2.2 負極制備 143
5.2.3 負極材料表征 143
5.2.4 電池性能表征 146
5.3 雜原子摻雜碳/三元金屬硫化物(NiCoFe-S@NSC)納米結構 155
5.3.1 材料合成 155
5.3.2 負極制備 156
5.3.3 負極材料表征 156
5.3.4 電池性能表征 160
5.4 雜原子摻雜碳球/二硫化鈷(CoS？@APFS)納米結構 171
5.4.1 材料合成 171
5.4.2 負極制備 171
5.4.3 負極材料表征 171
5.4.4 電池性能表征 172
5.5 雜原子摻雜碳球/二硫化鈷(CoS？@CAM)納米結構 177
5.5.1 材料合成 177
5.5.2 負極制備 177
5.5.3 負極材料表征 178
5.5.4 電池性能表征 181
5.6 雜原子摻雜碳球/多相硫化物(SnS/Co？S？@HC)納米結構 186
5.6.1 材料合成 186
5.6.2 負極制備 187
5.6.3 負極材料表征 187
5.6.4 電池性能表征 191
5.7 本章小結 200
參考文獻 201
第6章 安全硒化物負極 208
6.1 硒化鎳基負極材料(NiSe@G@C) 208
6.1.1 材料制備 208
6.1.2 電池制備流程 208
6.1.3 測試與表征 209
6.1.4 結果與分析 210
6.2 NiCoSe@GC設計及其性能研究 229
6.2.1 材料制備 229
6.2.2 電池制備流程 229
6.2.3 測試與表征 229
6.2.4 結果與分析 229
6.3 FeCoSe@GC設計及其性能研究 245
6.3.1 材料制備 245
6.3.2 電池制備流程 246
6.3.3 測試與表征 246
6.3.4 結果與分析 246
6.4 本章小結 263
參考文獻 263
第7章 電解液、固態(tài)電解質、隔膜和負極失效分析 270
7.1 電解液失效 270
7.1.1 電解液化學反應 271
7.1.2 電解液反應機理 272
7.1.3 正極與電解液反應 274
7.1.4 負極與電解液反應 276
7.1.5 失效反應路徑 278
7.2 固態(tài)電解質失效 279
7.2.1 化學失效 279
7.2.2 電化學失效 281
7.2.3 機械失效 282
7.3 電池隔膜失效 285
7.3.1 隔膜的斷裂及抗撕裂性能 286
7.3.2 多應力耦合作用下隔膜可靠性 289
7.3.3 電極活性材料顆粒對隔膜耦合擊穿強度的影響 294
7.3.4 結論 295
7.4 負極失效 295
7.4.1 鋰負極失效 295
7.4.2 碳負極失效 298
7.4.3 硅負極失效 301
7.5 本章小結 303
參考文獻 305
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