新型儲(chǔ)能材料

第1章新能源時(shí)代與儲(chǔ)能技術(shù)
1.1能源的定義和分類 1
1.2新能源和新能源技術(shù) 2
1.2.1新能源 2
1.2.2新能源技術(shù) 2
1.3儲(chǔ)能技術(shù)的價(jià)值與類型 3
1.3.1發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)的重要意義 3
1.3.2儲(chǔ)能技術(shù)的分類與應(yīng)用 4
1.4儲(chǔ)能材料及發(fā)展現(xiàn)狀 13
1.4.1儲(chǔ)能材料 13
1.4.2儲(chǔ)能材料發(fā)展現(xiàn)狀 14
習(xí)題與思考題 16
參考文獻(xiàn) 16
第2章化學(xué)電源概論
2.1化學(xué)電源的工作原理、組成與分類 18
2.1.1化學(xué)電源的工作原理 18
2.1.2化學(xué)電源的組成 19
2.1.3化學(xué)電源的表示方法 20
2.1.4化學(xué)電源的分類 21
2.2化學(xué)電源的應(yīng)用與發(fā)展 22
2.2.1化學(xué)電源的應(yīng)用 22
2.2.2化學(xué)電源的發(fā)展 23
2.3化學(xué)電源的性能 25
2.3.1電動(dòng)勢(shì)與開路電壓 25
2.3.2內(nèi)阻 27
2.3.3放電電壓與充電電壓 27
2.3.4容量與比容量 29
2.3.5能量與比能量 31
2.3.6功率與比功率 34
2.3.7效率與壽命 35
2.3.8儲(chǔ)存性能與自放電 36
習(xí)題與思考題 37
參考文獻(xiàn) 37
第3章鉛酸電池和鎳氫電池
3.1鉛酸電池 38
3.1.1基本構(gòu)成和工作原理 38
3.1.2鉛酸電池的失效機(jī)理 39
3.1.3鉛碳電池 40
3.1.4鉛酸蓄電池的應(yīng)用 43
3.2鎳氫電池 43
3.2.1工作原理 43
3.2.2負(fù)極材料——儲(chǔ)氫合金 45
3.2.3正極材料——氫氧化鎳 49
3.2.4鎳氫電池的應(yīng)用 51
習(xí)題與思考題 51
參考文獻(xiàn) 52
第4章鋰離子電池
4.1鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及工作原理 54
4.2鋰離子電池正極材料 54
4.2.1過渡金屬氧化物正極材料 57
4.2.2聚陰離子正極材料 72
4.2.3無鋰轉(zhuǎn)化型正極材料 75
4.3鋰離子電池負(fù)極材料 77
4.3.1簡(jiǎn)介 77
4.3.2負(fù)極材料的分類 78
4.3.3碳基負(fù)極材料 79
4.3.4鈦基負(fù)極材料 83
4.3.5硅基負(fù)極材料 86
4.3.6錫基負(fù)極材料 90
4.4電解質(zhì)材料 93
4.4.1電解質(zhì)種類 93
4.4.2液態(tài)電解質(zhì) 94
4.4.3凝膠聚合物電解質(zhì) 101
4.4.4固態(tài)聚合物電解質(zhì) 103
4.4.5無機(jī)固態(tài)電解質(zhì) 110
4.4.6展望 113
4.5隔膜材料 114
4.5.1鋰離子電池隔膜材料的種類 114
4.5.2鋰離子電池隔膜的主要性能指標(biāo) 117
4.5.3鋰離子電池隔膜的預(yù)處理方法 119
4.5.4鋰離子電池隔膜發(fā)展趨勢(shì) 120
4.6電池黏結(jié)劑 120
4.6.1簡(jiǎn)介 120
4.6.2線性聚合物黏結(jié)劑 121
4.6.3交聯(lián)聚合物黏結(jié)劑 121
4.6.4支化和超分子聚合物黏結(jié)劑 124
4.6.5導(dǎo)電聚合物黏結(jié)劑 125
習(xí)題與思考題 128
參考文獻(xiàn) 130
第5章鋰硫電池與鋰空氣電池
5.1鋰硫電池 142
5.1.1鋰硫電池概述 142
5.1.2典型的硫正極復(fù)合材料 149
5.1.3鋰硫電池電解質(zhì) 161
5.1.4鋰硫電池負(fù)極 165
5.1.5鋰硫電池器件進(jìn)展 169
5.2鋰空氣電池 170
5.2.1鋰空氣電池的發(fā)展歷程 170
5.2.2鋰空氣電池的工作原理 171
5.2.3鋰空氣電池正極材料 172
5.2.4鋰空氣電池電解液 173
5.2.5鋰負(fù)極 173
5.2.6鋰空氣電池的研究現(xiàn)狀及面臨挑戰(zhàn) 174
習(xí)題與思考題 174
參考文獻(xiàn) 175
第6章其他新型儲(chǔ)能電池體系
6.1鈉離子電池 179
6.1.1鈉離子電池簡(jiǎn)介 179
6.1.2鈉離子電池正極材料 181
6.1.3鈉離子電池負(fù)極材料 189
6.1.4鈉離子電池電解液 195
6.2鋁離子電池 198
6.2.1鋁離子電池發(fā)展歷史及原理 198
6.2.2鋁離子電池正極材料 199
6.2.3鋁離子電池負(fù)極材料 201
6.2.4鋁離子電池電解液體系 201
6.2.5鋁離子電池應(yīng)用進(jìn)展及挑戰(zhàn) 202
6.3鋅離子電池 203
6.3.1簡(jiǎn)介 203
6.3.2鋅離子電池正極材料 205
6.3.3鋅離子電池負(fù)極材料 207
6.3.4水性電解液 207
6.3.5隔膜 207
6.3.6總結(jié)與展望 207
習(xí)題與思考題 208
參考文獻(xiàn) 208
第7章超級(jí)電容器
7.1概述 213
7.1.1發(fā)展歷史 214
7.1.2工作原理及分類 214
7.1.3超級(jí)電容器的主要特點(diǎn) 219
7.2雙電層超級(jí)電容器電極材料 219
7.2.1活性炭 220
7.2.2碳納米管 221
7.2.3石墨烯 222
7.2.4炭氣凝膠 224
7.3贗電容超級(jí)電容器電極材料 224
7.3.1過渡金屬氧化物 224
7.3.2過渡金屬硫、磷、硒化物 225
7.3.3過渡金屬碳（氮）化物 226
7.3.4導(dǎo)電聚合物 226
7.4其他新型電極材料 229
7.4.1金屬有機(jī)骨架材料 229
7.4.2共價(jià)有機(jī)骨架材料 230
7.4.3黑磷 231
7.5微型結(jié)構(gòu)超級(jí)電容器器件結(jié)構(gòu)與性能 232
7.5.1一維纖維狀MSC 232
7.5.2二維平面MSC 233
7.6超級(jí)電容器的應(yīng)用 234
7.6.1超級(jí)電容器在可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用 234
7.6.2超級(jí)電容器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 235
7.6.3超級(jí)電容器在交通領(lǐng)域的應(yīng)用 235
習(xí)題與思考題 236
參考文獻(xiàn) 236
第8章相變儲(chǔ)能材料
8.1相變儲(chǔ)能方式 239
8.2相變儲(chǔ)能材料的相變形式 240
8.2.1固-液相變 240
8.2.2液-氣相變 240
8.2.3固-氣相變 241
8.2.4固-固相變 241
8.3相變儲(chǔ)能材料的分類 241
8.3.1固－液相變材料 242
8.3.2固-固相變材料 243
8.4相變儲(chǔ)能材料的制備方法 245
8.4.1熔融共混法 245
8.4.2吸附法 246
8.4.3微膠囊法 246
8.4.4溶膠－凝膠法 247
8.4.5插層法 247
8.4.6燒結(jié)法 247
8.4.7化學(xué)連接法 248
8.5相變儲(chǔ)能材料的應(yīng)用 248
8.5.1節(jié)能型建筑類材料 248
8.5.2儲(chǔ)冷系統(tǒng) 249
8.5.3余熱收集系統(tǒng) 250
8.5.4相變紡織材料 250
8.6相變儲(chǔ)能材料的研究方法 251
習(xí)題與思考題 252
參考文獻(xiàn) 252
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