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高性能電池關(guān)鍵材料 版權(quán)信息
- ISBN：9787030637291
- 條形碼：9787030637291 ; 978-7-03-063729-1
- 裝幀：圓脊精裝
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
高性能電池關(guān)鍵材料 本書特色
《高性能電池關(guān)鍵材料》為“高性能高分子材料叢書”之一。電池作為一種典型的電化學(xué)儲能器件，受到廣泛關(guān)注和重點研究。《高性能電池關(guān)鍵材料》結(jié)合材料科學(xué)基礎(chǔ)和電化學(xué)原理，系統(tǒng)闡述了離子電池、超級電容器、空氣電池、燃料電池、固態(tài)電池等各類電池的正負(fù)極材料特征及其電化學(xué)響應(yīng)。對電解液及隔膜材料等重要內(nèi)容也進(jìn)行了詳細(xì)的描述。另外，《高性能電池關(guān)鍵材料》關(guān)注能源電池工程應(yīng)用技術(shù)，考慮了影響能源電池工作性能的因素、電池組的設(shè)計及已有的電池標(biāo)準(zhǔn)。《高性能電池關(guān)鍵材料》分為電池材料制備、表征及電化學(xué)行為，高性能電池電極材料，高性能電池電解質(zhì)及隔膜材料，電池性能預(yù)測評價及應(yīng)用技術(shù)四大部分。**的特色是將能源電池的基礎(chǔ)知識、基本原理及**的科研成果相結(jié)合，特別強(qiáng)調(diào)近十年來該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。
高性能電池關(guān)鍵材料 內(nèi)容簡介
本書結(jié)合材料科學(xué)基礎(chǔ)和電化學(xué)原理, 系統(tǒng)闡述了離子電池、超級電容器、空氣電池、燃料電池、固態(tài)電池等各類電池的正負(fù)極材料特征及其電化學(xué)響應(yīng)。對電解液及隔膜材料等重要內(nèi)容也進(jìn)行了詳細(xì)的描述。
高性能電池關(guān)鍵材料 目錄
目錄總序前言**篇 電池材料制備、表征及電化學(xué)行為第1章 電池材料發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀 31.1 電池材料的發(fā)展歷史 31.2 電池材料的研究現(xiàn)狀 5參考文獻(xiàn) 15第2章 納米電池材料制備技術(shù) 172.1 納米電池材料 172.1.1 零維納米材料 172.1.2 一維納米材料 192.1.3 二維納米材料 222.1.4 多孔材料 272.1.5 核殼結(jié)構(gòu)材料 282.2 納米電池材料的制備原理 302.2.1 化學(xué)反應(yīng)原理簡介 302.2.2 零維納米材料制備原理 332.2.3 一維納米材料制備原理 382.2.4 二維納米材料制備原理 412.2.5 納米顆粒的形貌控制 432.3 納米電池材料制備技術(shù)簡介 482.3.1 化學(xué)法制備納米電池材料 482.3.2 物理法制備納米電池材料 54參考文獻(xiàn) 58第3章 電池材料表征方法 633.1 電池材料微結(jié)構(gòu)的表征方法 633.1.1 晶體學(xué)基礎(chǔ) 633.1.2 X射線衍射 733.1.3 電子衍射 783.2 電池材料微觀形貌的表征方法 833.2.1 電子顯微鏡 833.2.2 探針類顯微鏡 953.3 電池材料微觀成分的表征方法 1033.3.1 電子探針顯微分析 1033.3.2 X射線熒光光譜 1113.3.3 俄歇電子能譜 1143.3.4 X射線光電子能譜 1193.3.5 電子能量損失譜 1253.4 電池材料的光譜分析 1293.4.1 紅外光譜 1293.4.2 拉曼光譜 1323.5 物理吸附儀 1353.5.1 吸附 1353.5.2 物理吸附儀的測量原理 1363.5.3 測試結(jié)果分析 137參考文獻(xiàn) 141第4章 電池材料電化學(xué)行為 1434.1 電化學(xué)的相及界面 1434.1.1 構(gòu)成界面的兩相 1434.1.2 電極/溶液界面 1444.2 電極反應(yīng) 1474.2.1 電極電勢 1474.2.2 可逆電極反應(yīng)與不可逆電極反應(yīng) 1514.2.3 電極電勢對電化學(xué)反應(yīng)活化能的影響 1534.2.4 電極電勢對電極反應(yīng)速率的影響 1554.2.5 濃差極化對電極反應(yīng)速率的影響 1584.2.6 雙電層結(jié)構(gòu)對電極反應(yīng)速率的影響 1594.3 二次電池電化學(xué) 1614.3.1 二次電池概述 1614.3.2 二次電池的主要參數(shù) 1624.4 納米能源材料的電化學(xué)測試 1664.4.1 穩(wěn)態(tài)測試 1664.4.2 非穩(wěn)態(tài)測試 172參考文獻(xiàn) 180第二篇 高性能電池電極材料第5章 離子電池電極材料 1855.1 概述 1855.2 離子電池的原理 1875.2.1 離子電池的組成與分類 1875.2.2 離子電池的性能及特點 1885.2.3 離子電池中的熱力學(xué)及動力學(xué) 1955.3 正極材料 2115.3.1 過渡金屬氧化物正極材料 2125.3.2 聚陰離子型正極材料 2205.4 負(fù)極材料 2235.4.1 嵌入型負(fù)極材料 2235.4.2 合金型負(fù)極材料 2285.4.3 轉(zhuǎn)化型負(fù)極材料 2355.5 鋰/鈉-硫電池正極材料 2435.5.1 鋰/鈉-硫電池的儲能機(jī)理 2435.5.2 鋰/鈉-硫電池正極材料的瓶頸問題 2445.5.3 鋰/鈉-硫電池正極材料的優(yōu)化研究 2475.6 研究實例：鋰離子電池負(fù)極材料金屬硫化物的制備及研究 251參考文獻(xiàn) 264第6章 空氣電池電極材料 2736.1 概述 2736.2 空氣電池的組成及電化學(xué)機(jī)理 2746.2.1 金屬陽極 2756.2.2 電解液 2806.3 空氣電池的空氣陰極 2816.3.1 空氣陰極的結(jié)構(gòu)特點 2816.3.2 空氣陰極存在的問題 2836.3.3 空氣陰極典型的催化劑 2846.4 鋰-空氣電池 2976.4.1 鋰-空氣電池的工作原理及結(jié)構(gòu) 2976.4.2 鋰-空氣電池的優(yōu)點及存在的問題 3016.4.3 鋰-空氣電池的電化學(xué)過程 3036.4.4 研究實例：鋰-空氣電池電極催化劑過渡金屬碳化物催化活性預(yù)測及實驗驗證 310參考文獻(xiàn) 318第7章 超級電容器電極材料 3237.1 概述 3237.2 超級電容器的發(fā)展歷史 3237.3 超級電容器的基本概念 3257.3.1 電容與電勢能 3257.3.2 電壓窗口 3277.3.3 等效串聯(lián)電阻和漏電電阻 3287.3.4 能量密度和功率密度 3297.3.5 Ragone圖：能量密度和功率密度的關(guān)系 3327.4 超級電容器的機(jī)理及分類 3337.4.1 超級電容器的特性 3337.4.2 雙電層電容器 3347.4.3 贗電容電容器 3447.4.4 混合型電容器 3477.5 超級電容器的組成 3497.5.1 電極材料 3497.5.2 研究實例：N、O共摻雜多孔網(wǎng)絡(luò)材料的設(shè)計及其對電容器電性能的影響分析 354參考文獻(xiàn) 357第8章 燃料電池電極材料 3638.1 概述 3638.2 燃料電池的分類、結(jié)構(gòu)及工作原理 3668.2.1 燃料電池的分類 3668.2.2 燃料電池的結(jié)構(gòu)及工作原理 3748.3 燃料電池電極反應(yīng)熱力學(xué)與動力學(xué) 3818.3.1 電極反應(yīng)熱力學(xué) 3818.3.2 電極反應(yīng)動力學(xué) 3878.4 燃料電池催化劑 3968.4.1 陽極催化劑 3968.4.2 陰極催化劑 3978.4.3 研究實例：堿性電解液中甲烷濃度對碳膜氧還原性能的影響 400參考文獻(xiàn) 407第9章 固態(tài)電池電極材料 4129.1 概述 4129.2 固態(tài)電池的結(jié)構(gòu)及分類 4139.2.1 固態(tài)電池的結(jié)構(gòu) 4139.2.2 固態(tài)電池的分類 4139.3 固態(tài)電池的電極反應(yīng)及傳質(zhì)機(jī)理 4189.3.1 固態(tài)電池的電極反應(yīng) 4189.3.2 固態(tài)電池的傳質(zhì)機(jī)理 4199.4 固態(tài)電池的電極材料 4369.4.1 負(fù)極材料 4369.4.2 正極材料 4389.5 固態(tài)電池的電解質(zhì)材料 4409.5.1 無機(jī)固態(tài)電解質(zhì) 4419.5.2 聚合物固態(tài)電解質(zhì) 4579.6 固態(tài)電池的電極/電解質(zhì)界面 4639.6.1 正極/電解質(zhì)界面 4649.6.2 負(fù)極/電解質(zhì)界面 467參考文獻(xiàn) 469第三篇 高性能電池電解質(zhì)及隔膜材料第10章 高性能鋰離子電池電解質(zhì) 47710.1 液態(tài)電解液的特點與表征 47810.1.1 電解液的穩(wěn)定性 47810.1.2 離子電導(dǎo)率 47910.1.3 黏度 48010.1.4 溶劑的介電常數(shù) 48010.1.5 溶劑的熔點和沸點 48110.2 電解液與負(fù)極界面 48110.2.1 負(fù)極界面概述 48110.2.2 負(fù)極界面化學(xué) 48210.2.3 負(fù)極界面膜的形成 48310.2.4 負(fù)極界面膜的特點 48510.3 電解液與正極界面 48710.3.1 正極界面概述 48710.3.2 正極界面化學(xué) 48810.3.3 電解液的氧化分解與CEI膜 48910.4 正負(fù)極界面的相互作用 48910.5 液態(tài)電解質(zhì)溶劑 49010.5.1 有機(jī)溶劑 49010.5.2 碳酸酯類溶劑 49110.5.3 羧酸酯類和內(nèi)酯類溶劑 49210.5.4 醚類溶劑 49310.5.5 砜類溶劑 49510.5.6 腈類溶劑 49610.5.7 含磷溶劑 49610.6 液態(tài)電解質(zhì)鋰鹽 49810.6.1 常規(guī)鋰鹽 49910.6.2 含硫鋰鹽 50010.6.3 硼酸鋰鹽 50310.7 液態(tài)電解質(zhì)添加劑 50610.7.1 負(fù)極成膜添加劑 50610.7.2 鋰負(fù)極保護(hù)添加劑 50910.7.3 正極添加劑 51010.7.4 抗過充添加劑 51210.7.5 阻燃添加劑 51410.8 研究實例：高電壓鋰離子電池電極電解液界面構(gòu)筑 515參考文獻(xiàn) 520第11章 高性能電池隔膜材料 53111.1 概述 53111.2 高分子材料學(xué)基礎(chǔ) 53111.2.1 影響高分子材料的因素 53211.2.2 高分子成型過程的影響 54111.3 隔膜參數(shù)及測試方法 54911.3.1 隔膜參數(shù) 54911.3.2 測試方法 55111.4 電池隔膜材料 55211.4.1 聚丙烯 55211.4.2 聚乙烯 55811.4.3 其他高分子材料 56311.5 電池隔膜制備工藝 56411.5.1 干法拉伸工藝 56411.5.2 濕法拉伸工藝 56711.5.3 直拉蒸發(fā)工藝 56911.5.4 靜電紡絲工藝 570參考文獻(xiàn) 570第四篇 電池性能預(yù)測評價及應(yīng)用技術(shù)第12章 電極材料的性能預(yù)測與評價 57712.1 概述 57712.2 **性原理理論與計算方法 57712.2.1 薛定諤方程和兩個基本近似 57912.2.2 密度泛函理論 58112.2.3 交換關(guān)聯(lián)泛函 58412.2.4 **性原理計算方法 58812.2.5 隨機(jī)行走模型 59212.2.6 常用軟件包介紹 60112.3 電極材料結(jié)構(gòu)模擬及性能評價 60212.3.1 電極材料的結(jié)構(gòu)評價及電子設(shè)計 60212.3.2 熱力學(xué)性能的預(yù)測與評價 60712.3.3 動力學(xué)性能的預(yù)測與評價 60812.3.4 研究實例 610參考文獻(xiàn) 631第13章 高性能電池應(yīng)用技術(shù) 63713.1 概述 63713.2 傳統(tǒng)能源器件 63713.2.1 傳統(tǒng)電池 63713.2.2 鋰離子電池 64413.2.3 超級電容器 65613.2.4 燃料電池 66813.3 先進(jìn)能源器件 67913.3.1 柔性可穿戴電池 67913.3.2 生物電池 68013.3.3 軍用電池 682參考文獻(xiàn) 682主要符號說明 685關(guān)鍵詞索引 688
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高性能電池關(guān)鍵材料 作者簡介
黃昊，大連理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。2005年，博士畢業(yè)于韓國昌原國立大學(xué)，同年入職大連理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，從事教學(xué)科研工作。2018年，組建遼寧省能源材料及器件重點實驗室，主要面向能源領(lǐng)域國家重大需求，探索納米材料宏量制備、納米結(jié)構(gòu)控制、電極高密度儲能等關(guān)鍵技術(shù)；利用微波／熱絲氣相沉積、磁控濺射、直流電弧、高能電子束等多種載能束，結(jié)合化學(xué)控制改性完成復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)設(shè)計制造，為電極材料高效儲能及長效服役提供解決方案，同時為國家培養(yǎng)材料專業(yè)領(lǐng)軍人才。 長期致力于納米儲能材料基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用技術(shù)研究，為新能源材料領(lǐng)域相關(guān)瓶頸問題帶來新的突破。自主設(shè)計制造了等離子體納米粉體量產(chǎn)設(shè)備，相比傳統(tǒng)濕化學(xué)法，等離子體制備納米粉體具有高結(jié)晶、高分散、高產(chǎn)率、低能耗、零污染等優(yōu)勢，突破了高性能電池關(guān)鍵材料“低產(chǎn)高價”技術(shù)瓶頸，為大規(guī)模產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提供了有效途徑。
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