Nanostructured Materials for Next-Generation Energy Storage and Conversion : Advanced Battery and Supercapacitors

جلد 3 از یک سری 4 جلدی، یک تجربه مختصر، معتبر و فوق‌العاده خواندنی و لذت‌بخش در رابطه با طراحی باتری لیتیوم یونی، تعیین مشخصات و استفاده برای برق قابل حمل و ثابت است. اگرچه تمرکز عمده روی اکسیدهای فلز لیتیوم یا اکسید فلزات واسطه به عنوان آلیاژ است، بحث سوخت‌های فسیلی نیز در صورت لزوم ارائه می‌شود. این مونوگراف توسط متخصصان شناخته شده در این زمینه نوشته شده است و به موقع و مناسب است زیرا در این دهه شاهد استفاده از لیتیوم به عنوان حامل انرژی، به عنوان مثال در بخش حمل و نقل خواهیم بود.

این جلد بر روی اصول تمرکز دارد. مربوط به باتری ها با استفاده از آخرین تحقیقات در زمینه فیزیک باتری، شیمی و الکتروشیمی. تحقیقاتی که در این کتاب توسط متخصصان برجسته خلاصه شده است، در قالبی ساده و قابل درک ارائه شده است تا افراد عادی بتوانند ماهیت فناوری، مشکلات آن و چالش‌های فعلی در تحقیقات باتری لیتیومی پرقدرت را درک کنند. پس از اظهارات مقدماتی در مورد خط‌مشی و ایمنی باتری، مجموعه‌ای از مونوگراف‌های مربوط به مبانی باتری‌های لیتیومی، از جمله، مدل‌سازی نظری، شبیه‌سازی و تکنیک‌های تجربی مورد استفاده برای توصیف مواد الکترود، هم در ترکیب مواد و هم در سطح دستگاه، ارائه می‌شوند. خواص مختلف خاص برای هر یک از اجزای باتری ها به منظور ارائه معاوضه بین توان و چگالی انرژی، چرخه انرژی، ایمنی و در صورت لزوم دفع در پایان عمر مورد بحث قرار گرفته است. پارامترهای موثر بر عملکرد و هزینه باتری، طول عمر با استفاده از اکسیدهای فلزی جدیدتر، الکترولیت های مختلف نیز در زمینه نگرانی های ایمنی و در رابطه با رابط جامد-الکترولیت بررسی می شوند. جداکننده‌ها، غشاها، الکترولیت‌های حالت جامد و افزودنی‌های الکترولیت نیز از نظر ایمنی، بازیافت و مسائل مربوط به استقامت انرژی بالا مورد بررسی قرار می‌گیرند. این کتاب برای مخاطبان گسترده ای مانند دانشمندان تازه وارد در این زمینه، پزشکان، و همچنین دانش آموزان در زمینه های STEM و STEP و همچنین دانشجویانی که روی باتری کار می کنند در نظر گرفته شده است. بخش‌های مربوط به ایمنی و خط‌مشی برای مهندسان و فن‌آورانی که می‌خواهند پایه‌ای محکم در مبانی علم باتری حاصل از تعامل الکتروشیمی، علم مواد حالت جامد، سطوح و رابط‌ها به دست آورند، بسیار جالب خواهد بود.




/p>

Volume 3 of a 4-volume series is a concise, authoritative and an eminently readable and enjoyable experience related to lithium ion battery design, characterization and usage for portable and stationary power. Although the major focus is on lithium metal oxides or transition metal oxide as alloys, the discussion of fossil fuels is also presented where appropriate. This monograph is written by recognized experts in the field, and is both timely and appropriate as this decade will see application of lithium as an energy carrier, for example in the transportation sector.

This Volume focuses on the fundamentals related to batteries using the latest research in the field of battery physics, chemistry, and electrochemistry. The research summarised in this book by leading experts is laid out in an easy-to-understand format to enable the layperson to grasp the essence of the technology, its pitfalls and current challenges in high-power Lithium battery research. After introductory remarks on policy and battery safety, a series of monographs are offered related to fundamentals of lithium batteries, including, theoretical modeling, simulation and experimental techniques used to characterize electrode materials, both at the material composition, and also at the device level. The different properties specific to each component of the batteries are discussed in order to offer tradeoffs between power and energy density, energy cycling, safety and where appropriate end-of-life disposal. Parameters affecting battery performance and cost, longevity using newer metal oxides, different electrolytes are also reviewed in the context of safety concerns and in relation to the solid-electrolyte interface. Separators, membranes, solid-state electrolytes, and electrolyte additives are also reviewed in light of safety, recycling, and high energy endurance issues. The book is intended for a wide audience, such as scientists who are new to the field, practitioners, as well as students in the STEM and STEP fields, as well as students working on batteries. The sections on safety and policy would be of great interest to engineers and technologists who want to obtain a solid grounding in the fundamentals of battery science arising from the interaction of electrochemistry, solid-state materials science, surfaces, and interfaces.