临近空间飞行器锂硫储能电池技术

本书从临近空间储能电源技术需求出发，结合团队长期在锂硫电池领域的研究和思考，介绍锂硫电池的电化学原理、硫正极与锂负极关键材料及电极过程、电解质膜、特殊锂硫电池体系、锂硫电池器件设计及工程化研究等方面的知识，还介绍锂硫电池在临近空间飞艇、高高空无人机、电动汽车等领域的工程化研制情况及锂硫电池应用前景。

主要研究方向为新型高能量密度电池材料与器件，曾入选国家“博新计划”，获省优秀博士论文，主持及参研科研项目10余项，发表SCI论文60余篇，授权专利5项。

第一章绪论

11临近空间环境特性
12临近空间飞行器能源分系统组成
13临近空间飞行器能源分系统需求
131能源分系统任务和环境特性分析
132产能及储能轻量化需求
133产能及储能系统匹配性设计
14高比能储能电池技术
141燃料电池
142锂离子电池
143锂硫电池

第二章锂硫电池的工作原理

21锂硫电池的概念及特点
22锂硫电池的基本结构及工作原理
221锂硫电池的基本结构
222锂硫电池的工作原理
23锂硫电池面临的关键问题
231关键科学问题
232工程化及应用面临的技术问题

第三章硫正极

31硫正极电极过程及性能衰减机制
311硫正极电极过程研究
312硫正极固相产物研究
313硫正极性能衰减机制
32硫正极的结构设计及物理限域
321硫正极的结构设计
322硫正极的物理限域
33硫正极的化学限域及电催化
331蛋黄壳状钴基/中空碳球复合硫正极
332蛋黄壳状铁基/碳纳米盒复合硫正极
333FeS2纳米簇/三维多孔碳复合硫正极

第四章锂负极

41锂负极界面膜及稳定性
411固体电解质界面膜
412锂负极界面膜的形成及组分演变
413锂负极的失效机制
414电解液组分对SEI膜稳定性的影响
42离子液体基电解质对锂负极稳定化的影响
421聚硫锂对SEI膜的影响
422离子液体及溶剂化离子液体对SEI膜的影响
423基于聚硫的溶剂化离子液体对锂电极的兼容性
424改性离子液体基电解质对锂电极的兼容性
43锂负极改性及稳定化
431锂负极人工SEI构建及稳定化
432复合锂金属负极构建及稳定化
433引入电解液添加剂

第五章电解质膜

51电解质分类及改性策略
511液态电解质
512聚合物电解质
513无机电解质
52凝胶电解质膜
521PVDF基凝胶电解质膜
522PEO基凝胶电解质膜
53单锂离子聚合物电解质膜
531Li-PFSA单离子电解质膜
532Li-PFSD单离子电解质膜
533Li-PFSI单离子电解质膜
534单锂离子电解质膜的锂离子选择透过性机制
54无机电解质膜
541LiPON薄膜
542PP/LiPON复合固态电解质膜

第六章特殊锂硫电池体系

61特殊硫正极体系
611Li2S正极
612SPAN硫正极
613小分子硫和共聚硫正极
62柔性锂硫电池
621柔性锂硫电极
622柔性锂硫电池结构
63全固态锂硫电池
631固体电解质
632锂基负极
633电极/电解质界面

第七章锂硫电池器件、模组及工程化

71锂硫电池器件设计与制备
711高比能锂硫电池设计原则
712锂硫电池比能量提升策略
713高比能量单体电池设计与制备
72锂硫电池模组设计与制备
721串并联设计和单体筛选策略
722电池模组轻量化技术
723电池模组均衡管理技术
724电池模组环境适应性
73锂硫电池工程化应用及展望
731锂硫电池工程化进展
732锂硫电池应用验证
733锂硫电池面向应用存在的难题
734锂硫电池应用展望

参考文献