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本书从全固态锂电池的研究进展、电化学反应机理、界面工程调控以及表征手段等方面对其进行了全面的介绍，目的是能更好地帮助相关学科的研究人员和工程技术人员充分掌握和了解全固态锂电池的发展历史、总体状况和标志性成果。其中第1章对全固态锂电池进行总体介绍；第2章总结了全固态锂电池电极材料的研究进展；第3章介绍了全固态锂电池电解质材料，并对其结构和性能关系进行了分析；第4章介绍了全固态锂电池的界面问题；第5章介绍了全

固态锂硫电池；第6章介绍了全固态锂空气电池；第7章介绍了薄膜型全固态锂电池；第8章对全固态锂电池进行总结和展望。

第1章  全固态锂电池概述

1.1  全固态锂电池的发展历程

1.2  全固态锂电池与传统液态电解质锂电池的对比

1.3  全固态电池的电化学机理

1.4  全固态锂电池的商业化进程

参考文献

第2章  全固态锂电池电极材料

2.1  全固态锂电池电极概述

2.2  负极材料研究

2.2.1  锂金属电极

2.2.2  石墨烯电极

2.2.3  硅基电极

2.2.4  锡基电极

2.2.5  金属氧化物/氮化物电极

2.3  正极材料研究

2.3.1  金属氧化物正极材料

2.3.2  金属硫化物

2.3.3  金属氟化物

2.3.4  复合硫正极材料

2.4  全固态锂电池中的有机电极材料

参考文献

第3章  全固态锂电池电解质材料

3.1  固态聚合物电解质

3.2  固态无机电解质

3.2.1  锂氮化物固态电解质

3.2.2  钠超离子导体固态电解质

3.2.3  石榴石结构固态电解质

3.2.4  钙钛矿型固态电解质

3.2.5  硫化物固态电解质

3.2.6  硫银锗矿型固态电解质

3.3  有机-无机复合电解质

参考文献

第4章  全固态锂电池的界面问题

4.1  电极-固态电解质界面概述

4.2  全固态锂电池界面的形成机理

4.3  全固态锂电池界面表征与计算模拟

4.4  全固态锂电池正极侧界面工程修饰

4.5  全固态锂电池负极侧界面工程修饰

参考文献

第5章  全固态锂硫电池

5.1  全固态锂硫电池概述

5.2  多硫化物穿梭效应

5.3  全固态锂硫电池研究发展

参考文献

第6章  全固态锂空气电池

6.1  全固态锂空气电池概述

6.2  锂空气电池工作机理

6.3  固态锂空气电池碳电极修饰

6.4  全固态锂空气电池展望

参考文献

第7章  薄膜型全固态锂电池

7.1  薄膜型全固态锂电池概述

7.2  薄膜型全固态锂电池的制造方法

7.3  薄膜型全固态锂电池研究发展

参考文献

第8章  全固态锂电池的总结与展望

参考文献

索引

魏浩，博士，上海交通大学电子信息与电气工程学院/国家示范性微电子学院教授，博士生导师，主要研究领域为能量转换与存储器件、光电子器件等，已出版学术专著《共价有机框架材料：设计合成与表征》《锂硫电池》。

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有一天,在图书馆尘封已久的资料堆里,我翻到了一些英国的哲学思想书籍,发现英国在16世纪就开始高度重视和研究孩子的教育。比如1511年,英国就出版了《论学习顺序》 ,该书具体到探讨如何建立圣保罗学校的课程设置模式。1531年《论教育》出版,这是对于孩子们教育目标和方法的思考。同年,一个名叫托马斯·埃利奥特的爵士,出版了《统治者之书》 ,这本书成为了划时代的指导著作,影响了整个16世纪英国的孩子教育。伊丽莎白女王的私人教师阿沙姆,在1548-1550年之间,教授未来的一代英豪女王伊丽莎白,后来出版了《教师》一书。他认为:诗歌、历史、哲学和雄辩术,是孩子们必须学习的“素材”类著作。英国要凭借这种教育“挽救和保存古代智慧形成” ,而“古代智慧形式比任何现代世界所能够渴望得到的东西更为深厚”。

他说:“如果通向智慧的小道被严重堵塞,孩子们就无法获得智慧和庄重。”

英国的教育家们的共识是,要“把人文主义教育理论的普遍原则应用到普通文法学校的日常管理中去” ,以便“使孩子们成为智慧、庄重,德才兼备,勇敢顽强的文雅之士”。

这就是说：让孩子们成为怎样的人,是教育的第一位!

怎样的人才有怎样的智慧和庄重,他才能有怎样的出息!人的因素第一!后来的历史事实证明,英国的教育极其成功。

最典型的例子和楷模,就是在后来登上王位的伊丽莎白女王。这个女子,不仅被教育成为淑女,还同时被教育成为智者。正是她,带领英国一崛而起,并在她执政的几十年里,让英国逐步变成了世界强国。

吸收古今中外智者前贤的教导,永远是最好的启迪和帮助。我的孩子,尽管是平凡人家女孩儿,但与伊丽莎白女王同样需要智慧和庄重。或者反过来说,伊丽莎白女王个人也同样是一个女孩儿,她学习的东西首先也是要满足她作为一个女子的立身之本。治大国如亲小鲜,做女王与做自己,若要获得快乐、健康和幸福,需要学习的生存本领是一样的。

原来,生命里,能有孩子就是有福气!能够独立地亲自抚养孩子就是福气!能够扛住压力用合适孩子的方式教育他就是福气!原来,福气点点滴滴在我们的生活中,在我们的磨难中,在我们与至亲骨肉的一次次相聚和一次次万不得已的分离中,都要靠自己去悉心品味和领受。

原来,正如法国著名作家蒙田的深切体会: “世上最难学懂学透的学问,就是如何享受生命。在我们所有缺点中,最严重的就是轻视生命。”当我年过半百,回首往事,我体会到了蒙田的体会,不幸的是这觉悟来得迟了一些。然而不幸中的万幸是,在孕育和抚养孩子这件事情上,我撞上了真理,虽说年轻时候一知半解,摇摇不定,终归坚持下来了,如今种豆得豆。

你怎么对待孩子,孩子就会怎么对待你;你怎么教育孩子,孩子就会成为什么样的人-今天,面对我已经硕土毕业的大姑娘亦池,这句话,就是妈妈最贵重的礼物了。亦池要工作了、要谈恋爱了,或许还要读博,肯定还要谈婚论嫁,一个光闪闪的成熟了的人生徐徐展开,希望亦池记住妈妈的话。我深信我的孩子亦池,会比妈妈更早领略什么叫做生命享受,会更努力地去争取,会让咱们以及子孙后代,青山常在,绿水长流,健康快乐,福田无际。

在2004年那个寒冷得树枝都冻成冰凌的冬季里，亦池边坚持着外校的上课，一边挤出时间在网上筛选中学。我们母女反复商量，拟定了几条选择学校的标准

是该校历年来的高考升学率。亦池当然就是冲着将来的顶尖大学奔去的。当然是想和中国的顶尖大学比拼一下。当然是不服气了才跑掉，即便跑掉了也还是要证明自己是好学生的。二是我们不选择贵族学校。我们既没有那么多钱也没有显赫的家庭背景，我们做不了贵族也不想装贵族。三是要混校不要女校这是我坚持的，我希望亦池不要被隔绝在女校，与男生相处也是一种人际关系的学习。四是首选国际学校。这是因为只有各种族的学生多，文化的融合才会更加广泛，学校也才会比较注重种族平等以及各种族的伙食特点。

书摘插图

前言

  近20年来，锂离子电池广泛应用在民用产品、军事设备、航天设备等多个领域，如智能手机、电动汽车、常规潜艇和无人机等。现有采用液态电解质的商业化锂离子电池发展已接近其理论容量，不能满足储能领域高速发展的需求。而全固态锂电池采用固态电解质替换了易燃的有机液态电解质，显著改善了电池的安全性能，同时固态电解质体系可以采用高能量密度正负极，如锂金属电极、硫电极、硅电极等，实现了能量密度的提升，并减轻质量。在各类新型电池体系中，全固态电池技术是距离产业化近的下一代技术，这已成为产业界与科学界的共识。

    虽然全固态锂电池的研究进展日新月异，但国内还没有一本系统地论述全固态锂电池的研究进展、电化学反应机理、界面工程调控以及表征手段等的中文专著。我们相信本书能更好地帮助相关学科的研究人员和工程技术人员充分地掌握和了解全固态锂电池的发展历史、总体状况和标志性成果，扩大全固态锂电池研究的影响力。本书共分八章： 第1章对全固态锂电池进行了总体概述；第2章总结了全固态锂电池电极材料的研究进展；第3章介绍了全固态锂电池电解质材料，并对其结构和性能进行了分析；第4章介绍了全固态锂电池的界面问题；第5章介绍了全固态锂硫电池；第6章介绍了全固态锂空气电池；第7章介绍了薄膜型全固态锂电池；第8章为全固态锂电池的总结和对未来发展的展望。

    为了全面、准确地反映全固态锂电池领域的研究现状，本书整理和归纳了国内外同行包括中科院物理所陈立泉院士、李泓研究员、禹习谦研究员，清华大学南策文院士、欧阳明高院士、张强教授、沈洋教授、李亮亮教授，南开大学陈军院士、李福军研究员，中科院化学所万立骏院士、郭玉国研究员，中科院过程工程研究所张锁江院士，中国科学技术大学俞书宏院士、姚宏斌教授、陈春华教授，北京理工大学方岱宁院士、陈人杰教授、陈浩森教授、宋维力教授，上海大学张久俊院士，加拿大韦仕敦大学（原西安大略大学）孙学良院士，美国斯坦福大学崔屹教授，马里兰大学王春生教授、胡良兵教授，哥伦比亚大学杨远教授，德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授，加利福尼亚大学圣地亚哥分校刘平教授，休斯顿大学姚彦教授，亚利桑那州立大学姜汉卿教授，莱斯大学唐铭教授，西北太平洋国家实验室张基广博士，台湾中原大学陈玉惠教授，复旦大学彭慧胜教授、夏永姚教授，南京大学周豪慎教授、何平教授，中科院青岛生物能源与过程研究所崔光磊研究员、刘志宏研究员、金永成研究员，北京大学深圳研究生院潘锋教授，厦门大学杨勇教授、龚正良教授，中科院宁波材料技术与工程研究所许晓雄研究员、黄祯高级工程师，中山大学吴丁财教授，大连理工大学邱介山教授、王治宇教授，苏州大学张晓宏教授，中科院宁波工研院所属新能源技术研究所韩伟强研究员，武汉理工大学麦立强教授、刘韩星教授，北京科技大学李从举教授、范丽珍教授，中科院固体物理所方前锋研究员，华南师范大学李伟善教授，中科院北京纳米能源与系统研究所孙春文研究员，天津大学罗加严教授，华中科技大学谢佳教授，南京理工大学夏晖教授，湖南大学段辉高教授，清华大学深圳国际研究生院贺艳兵研究员、杨诚研究员，浙江工业大学张文魁教授，中南大学赖延清教授、刘晋教授，四川大学朱小红教授、张楚虹教授，中科院上海硅酸盐研究所温兆银研究员、郭向欣研究员，上海交通大学刘河洲教授、段华南研究员，华南理工大学王素清研究员、王海辉教授，浙江大学涂江平教授，西南交通大学张海涛教授、杨维清教授，北京航空航天大学白致铭教授，河北大学刘磊教授等团队的研究成果（排名不分先后），并引用了大量的文献，或有未及注明之处，在此一并表示真诚的感谢。

    本书在编写过程中，得到了上海交通大学电子信息与电气工程学院的出版资助。

上海交通大学附属第二中学魏可芩题写了封面书名。

上海交通大学研究生邢琬珮、张煦磊、张起、文学、张渝、苏文达、黎洪、赵芳芳和本科生韦庆珅、姚修远等同学参与了部分编写和校对工作。

    由于本书的编写是一次新的尝试，编者水平有限，经验不多，加之全固态锂电池的研究日新月异，涉及的领域也相当广泛，许多地方难免会存在疏漏和不足之处，敬请读者批评指正。