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原位電化學表征原理、方法及應用 版權(quán)信息
- ISBN：9787122383174
- 條形碼：9787122383174 ; 978-7-122-38317-4
- 裝幀：簡裝本
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
原位電化學表征原理、方法及應用 本書特色
作者綜述了現(xiàn)今國內(nèi)外原位表征的先進技術(shù)，介紹了各種測試技術(shù)的基本理論，在應用方面采用了大量科研工作中出現(xiàn)的實際問題作案例，理論聯(lián)系實踐，實用性強。
原位電化學表征原理、方法及應用 內(nèi)容簡介
《原位電化學表征原理、方法及應用》共11章，主要介紹了國內(nèi)外有關(guān)電化學的各種原位表征技術(shù)，并深究了其原理和原位表征時所需要搭建的裝置，包括電化學原位X射線技術(shù)、電化學原位傅里葉紅外光譜、電化學原位磁共振技術(shù)、電化學原位光學技術(shù)、電化學原位拉曼光譜、電化學原位紫外可見光譜、電化學原位掃描探針技術(shù)、電化學原位電子分析技術(shù)、電化學原位中子技術(shù)、電化學原位重量分析技術(shù)和其他電化學原位技術(shù)，如原位聲發(fā)射技術(shù)和原位電化學膨脹技術(shù)等。在編寫過程中，首先介紹了各種分析測試技術(shù)的基本理論，在應用方面介紹了科研工作中的大量實際問題案例，注重與原位分析前沿技術(shù)的發(fā)展結(jié)合。
《原位電化學表征原理、方法及應用》可為本領(lǐng)域內(nèi)的科研人員提供有價值的參考信息，對促進鋰離子電池的發(fā)展有推進作用。本書也可作為高等學校能源化學、儲能科學與工程、新能源材料與器件等專業(yè)本科、研究生的教學用書。
原位電化學表征原理、方法及應用原位電化學表征原理、方法及應用 前言
可充電鋰離子電池（LIBs）是□廣泛應用于便攜式電子設備和電動汽車的能量存儲設備。社會的進步和科技的發(fā)展要求鋰離子電池具有更高的能量和功率密度，具有更長的循環(huán)壽命以及更好的安全性能。開發(fā)這種更先進的鋰離子電池不僅需要對現(xiàn)有的電極材料進行優(yōu)化，同時也需要發(fā)現(xiàn)和利用具有更優(yōu)異電化學性能的新型電極材料。工欲善其事，必先利其器，鋰離子電池的發(fā)展需要使用各種表征技術(shù)來深入研究電極材料的結(jié)構(gòu)性變化以及電池在電化學循環(huán)過程中的性能衰減機制。
近年來，研究人員在電池非原位表征技術(shù)的發(fā)展上已經(jīng)取得了巨大的進步，非原位表征技術(shù)雖然可以提供有關(guān)電池材料的有價值的信息，但后處理性質(zhì)限制了研究材料動力學特性的能力。例如充放電循環(huán)和加熱過程中的詳細結(jié)構(gòu)變化及中間相就不能通過非原位技術(shù)測得。此外，由于工作電極對空氣和水分的敏感性，單從電化學過程的非原位測量結(jié)果，如價態(tài)變化、表面反應、界面反應來看，不能完全反映電池內(nèi)部真實發(fā)生的情況。在電池運行條件下的原位測試技術(shù)可以提供有關(guān)電極材料結(jié)構(gòu)演變、氧化還原機制、固態(tài)電解質(zhì)間相（SEI）的形成、電極副反應、鋰離子傳輸特性的信息。因此，在真實的電池工作條件下獲取信息對鋰離子電池的發(fā)展至關(guān)重要。原位測試分析技術(shù)可以在電池不停止運行的情況下揭示更多有關(guān)電極材料的有價值的信息，并有助于探索結(jié)構(gòu)特性和電化學性能之間的相關(guān)性。書中，我們介紹了鋰離子電池中使用的各種原位表征技術(shù)，每種先進技術(shù)都有其獨特的方法來研究電極材料的特定性能和電化學過程中的結(jié)構(gòu)演化，也可以結(jié)合使用提供更全面的信息。本書在編寫過程中，先介紹了各種分析測試技術(shù)的基本理論，在應用方面采用了科研工作中的大量實際問題作案例，注重與原位分析前沿技術(shù)的發(fā)展相結(jié)合。
在此對書中所引用文獻資料的作者致以誠摯的謝意。限于編者的水平和時間，書中疏漏之處在所難免，懇請各位讀者批評指正。
編著者
□0□0年8月
原位電化學表征原理、方法及應用 目錄
□□章電化學原位X射線技術(shù)1
1.1原位X射線衍射1
1.1.1原理與實驗裝置□
1.1.□觀察循環(huán)過程中的結(jié)構(gòu)和形態(tài)演變7
1.□原位X射線光電子能譜8
1.□.1原理與實驗裝置8
1.□.□觀察電極界面反應9
1.3原位X射線熒光顯微鏡1□
1.3.1基本原理1□
1.3.□觀察硫和多硫化物的分布13
1.4原位X射線反射14
1.4.1原理與實驗裝置15
1.4.□觀察金屬硅化物薄膜界面的鋰化16
1.5原位X射線斷層掃描19
1.5.1原理與實驗裝置19
1.5.□觀察鋰化過程中的形態(tài)演變和化學成分的變化□1
1.6原位X射線吸收光譜□□
1.6.1原理與實驗裝置□3
1.6.□觀察化學成分變化引起容量衰減□4
1.6.3區(qū)別各種氧化態(tài)□4
1.6.4篩選多功能黏合劑□6
1.7原位X射線拉曼散射□6
1.7.1原理與實驗裝置□7
1.7.□觀察石墨電極電子結(jié)構(gòu)變化□8
第□章電化學原位傅里葉紅外光譜31
□.1原位傅里葉變換紅外光譜31
□.1.1原理與實驗裝置3□
□.1.□觀察薄膜電極動態(tài)行為33
□.1.3研究初始充電過程中的溶劑化/去溶劑化34
□.1.4研究添加劑的還原34
□.□原位顯微鏡傅里葉變換紅外反射光譜38
□.□.1原理與實驗裝置39
□.□.□研究電解液還原產(chǎn)物40
□.3原位偏振調(diào)制傅里葉變換紅外光譜43
□.3.1原理與實驗裝置43
□.3.□研究非水電解質(zhì)在LiCoO□薄膜電極上的電化學氧化行為45
第3章電化學原位磁共振技術(shù)47
3.1原位核磁共振波譜47
3.1.1原理與實驗裝置47
3.1.□對鋰微結(jié)構(gòu)生長的量化分析49
3.□磁共振成像5□
3.□.1原理與實驗裝置5□
3.□.□實時識別枝晶生長位置55
3.3電子順磁共振波譜58
3.3.1原理與實驗裝置58
3.3.□研究循環(huán)過程中自由基氧物種的形成過程59
3.4穆斯堡爾光譜技術(shù)64
3.4.1原理與實驗裝置64
3.4.□研究電子環(huán)境對材料結(jié)構(gòu)的影響66
第4章電化學原位光學技術(shù)67
4.1光學顯微鏡67
4.1.1原理與實驗裝置67
4.1.□觀察鋰枝晶的生長70
4.□多光束光學應力傳感器76
4.□.1原理與實驗裝置76
4.□.□實時應力評估77
第5章電化學原位拉曼光譜78
5.1原理與實驗裝置78
5.□評估循環(huán)過程中產(chǎn)生的應力79
5.3觀察SEI的形成和組成79
5.4判斷活性材料對電化學過程的貢獻程度以及斷開粒子的確切位置8□
第6章電化學原位紫外-可見光譜84
6.1原理與實驗裝置84
6.□觀察多硫化物的濃度85
第7章電化學原位掃描探針技術(shù)91
7.1原位原子力顯微鏡91
7.1.1原理與實驗裝置91
7.1.□在鋰離子電池負極材料研究中的應用9□
7.1.3在鋰離子電池正極材料研究中的應用9□
7.1.4在固體電解質(zhì)界面膜（SEI）中的應用93
7.□原位導電原子力顯微鏡94
7.□.1原理與實驗裝置94
7.□.□研究鋰離子在正極材料中的擴散95
7.3原位電化學應變顯微鏡97
7.3.1原理與實驗裝置97
7.3.□表征鋰離子嵌入和脫出的局部電遷移98
7.4原位掃描離子電導顯微鏡99
7.4.1原理與實驗裝置99
7.4.□測量錫和硅電極表面結(jié)構(gòu)的空間不均勻性99
7.5原位掃描隧道顯微鏡100
7.5.1原理與實驗裝置100
7.5.□研究電極電導率的變化101
7.6原位探針力顯微鏡10□
7.6.1原理與實驗裝置10□
7.6.□研究鋰離子在石墨負極的分布103
7.7原位掃描電化學顯微鏡104
7.7.1原理與實驗裝置104
7.7.□研究鋰離子電池中硅電極的表面反應性106
7.8掃描電化學電池顯微鏡109
7.8.1原理與實驗裝置109
7.8.□研究復合電極電化學特性110
第8章電化學原位電子分析技術(shù)11□
8.1原位掃描電子顯微鏡11□
8.1.1原理與實驗裝置113
8.1.□觀察在使用固態(tài)電解質(zhì)的電池中鋰的沉積/溶解機制113
8.□原位透射電子顯微鏡116
8.□.1原理116
8.□.□觀察金屬鋰的電化學沉積動力學117
第9章電化學原位中子技術(shù)119
9.1原位中子衍射119
9.1.1原理與實驗裝置119
9.1.□研究Li□MnO3·LiMO□（M=Ni、Co、Mn）復合正極的容量衰減機理1□0
9.□原位中子反射1□5
9.□.1原理與實驗裝置1□5
9.□.□分析晶體硅的鋰化1□6
9.□.3觀察SEI頂部的鋰枝晶層及其粗糙度13□
9.3原位中子深度剖面134
9.3.1原理與實驗裝置134
9.3.□觀測非平衡條件下鋰離子在電極中的分布狀況134
9.4原位中子散射137
9.4.1原理與實驗137
9.4.□研究電極材料電化學反應過程中相和體積的變化138
9.5原位中子照相/層析成像140
9.5.1原理與實驗裝置140
9.5.□原位中子照相/層析成像技術(shù)的應用141
□□0章電化學原位重量分析技術(shù)144
10.1原位電化學石英晶體微天平144
10.1.1測試原理144
10.1.□EQCMD用于研究電極表面的界面反應145
10.□原位二次離子質(zhì)譜法147
10.□.1原理與實驗裝置147
10.□.□原位SIMS實時監(jiān)測電解液中分子的動態(tài)變化147
10.3原位差示電化學質(zhì)譜法150
10.3.1原理與實驗裝置150
10.3.□原位差示電化學質(zhì)譜法在電池表征中的應用151
□□1章其他電化學原位技術(shù)154
11.1原位聲發(fā)射技術(shù)154
11.1.1原理與實驗裝置154
11.1.□原位聲發(fā)射技術(shù)的應用155
11.□原位電化學膨脹技術(shù)159
11.□.1原位電化學膨脹技術(shù)原理159
11.□.□原位電化學膨脹技術(shù)的應用159
參考文獻163
1.1原位X射線衍射1
1.1.1原理與實驗裝置□
1.1.□觀察循環(huán)過程中的結(jié)構(gòu)和形態(tài)演變7
1.□原位X射線光電子能譜8
1.□.1原理與實驗裝置8
1.□.□觀察電極界面反應9
1.3原位X射線熒光顯微鏡1□
1.3.1基本原理1□
1.3.□觀察硫和多硫化物的分布13
1.4原位X射線反射14
1.4.1原理與實驗裝置15
1.4.□觀察金屬硅化物薄膜界面的鋰化16
1.5原位X射線斷層掃描19
1.5.1原理與實驗裝置19
1.5.□觀察鋰化過程中的形態(tài)演變和化學成分的變化□1
1.6原位X射線吸收光譜□□
1.6.1原理與實驗裝置□3
1.6.□觀察化學成分變化引起容量衰減□4
1.6.3區(qū)別各種氧化態(tài)□4
1.6.4篩選多功能黏合劑□6
1.7原位X射線拉曼散射□6
1.7.1原理與實驗裝置□7
1.7.□觀察石墨電極電子結(jié)構(gòu)變化□8
第□章電化學原位傅里葉紅外光譜31
□.1原位傅里葉變換紅外光譜31
□.1.1原理與實驗裝置3□
□.1.□觀察薄膜電極動態(tài)行為33
□.1.3研究初始充電過程中的溶劑化/去溶劑化34
□.1.4研究添加劑的還原34
□.□原位顯微鏡傅里葉變換紅外反射光譜38
□.□.1原理與實驗裝置39
□.□.□研究電解液還原產(chǎn)物40
□.3原位偏振調(diào)制傅里葉變換紅外光譜43
□.3.1原理與實驗裝置43
□.3.□研究非水電解質(zhì)在LiCoO□薄膜電極上的電化學氧化行為45
第3章電化學原位磁共振技術(shù)47
3.1原位核磁共振波譜47
3.1.1原理與實驗裝置47
3.1.□對鋰微結(jié)構(gòu)生長的量化分析49
3.□磁共振成像5□
3.□.1原理與實驗裝置5□
3.□.□實時識別枝晶生長位置55
3.3電子順磁共振波譜58
3.3.1原理與實驗裝置58
3.3.□研究循環(huán)過程中自由基氧物種的形成過程59
3.4穆斯堡爾光譜技術(shù)64
3.4.1原理與實驗裝置64
3.4.□研究電子環(huán)境對材料結(jié)構(gòu)的影響66
第4章電化學原位光學技術(shù)67
4.1光學顯微鏡67
4.1.1原理與實驗裝置67
4.1.□觀察鋰枝晶的生長70
4.□多光束光學應力傳感器76
4.□.1原理與實驗裝置76
4.□.□實時應力評估77
第5章電化學原位拉曼光譜78
5.1原理與實驗裝置78
5.□評估循環(huán)過程中產(chǎn)生的應力79
5.3觀察SEI的形成和組成79
5.4判斷活性材料對電化學過程的貢獻程度以及斷開粒子的確切位置8□
第6章電化學原位紫外-可見光譜84
6.1原理與實驗裝置84
6.□觀察多硫化物的濃度85
第7章電化學原位掃描探針技術(shù)91
7.1原位原子力顯微鏡91
7.1.1原理與實驗裝置91
7.1.□在鋰離子電池負極材料研究中的應用9□
7.1.3在鋰離子電池正極材料研究中的應用9□
7.1.4在固體電解質(zhì)界面膜（SEI）中的應用93
7.□原位導電原子力顯微鏡94
7.□.1原理與實驗裝置94
7.□.□研究鋰離子在正極材料中的擴散95
7.3原位電化學應變顯微鏡97
7.3.1原理與實驗裝置97
7.3.□表征鋰離子嵌入和脫出的局部電遷移98
7.4原位掃描離子電導顯微鏡99
7.4.1原理與實驗裝置99
7.4.□測量錫和硅電極表面結(jié)構(gòu)的空間不均勻性99
7.5原位掃描隧道顯微鏡100
7.5.1原理與實驗裝置100
7.5.□研究電極電導率的變化101
7.6原位探針力顯微鏡10□
7.6.1原理與實驗裝置10□
7.6.□研究鋰離子在石墨負極的分布103
7.7原位掃描電化學顯微鏡104
7.7.1原理與實驗裝置104
7.7.□研究鋰離子電池中硅電極的表面反應性106
7.8掃描電化學電池顯微鏡109
7.8.1原理與實驗裝置109
7.8.□研究復合電極電化學特性110
第8章電化學原位電子分析技術(shù)11□
8.1原位掃描電子顯微鏡11□
8.1.1原理與實驗裝置113
8.1.□觀察在使用固態(tài)電解質(zhì)的電池中鋰的沉積/溶解機制113
8.□原位透射電子顯微鏡116
8.□.1原理116
8.□.□觀察金屬鋰的電化學沉積動力學117
第9章電化學原位中子技術(shù)119
9.1原位中子衍射119
9.1.1原理與實驗裝置119
9.1.□研究Li□MnO3·LiMO□（M=Ni、Co、Mn）復合正極的容量衰減機理1□0
9.□原位中子反射1□5
9.□.1原理與實驗裝置1□5
9.□.□分析晶體硅的鋰化1□6
9.□.3觀察SEI頂部的鋰枝晶層及其粗糙度13□
9.3原位中子深度剖面134
9.3.1原理與實驗裝置134
9.3.□觀測非平衡條件下鋰離子在電極中的分布狀況134
9.4原位中子散射137
9.4.1原理與實驗137
9.4.□研究電極材料電化學反應過程中相和體積的變化138
9.5原位中子照相/層析成像140
9.5.1原理與實驗裝置140
9.5.□原位中子照相/層析成像技術(shù)的應用141
□□0章電化學原位重量分析技術(shù)144
10.1原位電化學石英晶體微天平144
10.1.1測試原理144
10.1.□EQCMD用于研究電極表面的界面反應145
10.□原位二次離子質(zhì)譜法147
10.□.1原理與實驗裝置147
10.□.□原位SIMS實時監(jiān)測電解液中分子的動態(tài)變化147
10.3原位差示電化學質(zhì)譜法150
10.3.1原理與實驗裝置150
10.3.□原位差示電化學質(zhì)譜法在電池表征中的應用151
□□1章其他電化學原位技術(shù)154
11.1原位聲發(fā)射技術(shù)154
11.1.1原理與實驗裝置154
11.1.□原位聲發(fā)射技術(shù)的應用155
11.□原位電化學膨脹技術(shù)159
11.□.1原位電化學膨脹技術(shù)原理159
11.□.□原位電化學膨脹技術(shù)的應用159
參考文獻163
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