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水系鋅基電池關鍵材料與器件 版權信息
- ISBN：9787122428769
- 條形碼：9787122428769 ; 978-7-122-42876-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
水系鋅基電池關鍵材料與器件 內容簡介
《水系鋅基電池關鍵材料與器件》對水系鋅基電池的基礎知識和前沿進展進行了系統介紹。內容包括水系鋅基電池基本概念，鋅負極、正極、電解液等關鍵材料，電池器件的結構與封裝，電池體系的產業應用，以及對水系鋅基電池未來發展方向和挑戰的分析。全書內容豐富，從電化學理論、關鍵材料、應用器件等各個層面全面展現了水系鋅基儲能電池體系的基礎知識和研究進展。 本書可作為高等院校和科研機構中從事材料、環境、能源專業相關領域教學和研究的教師和研究生的教學和學習教材，也可供企事業單位中從事新型儲能電池研究或生產的科技工作者、工程技術人員參考。
水系鋅基電池關鍵材料與器件 目錄
第1章 緒論
1．1水系鋅基電池基本概念 1
1．1．1水系鋅基電池工作機制 1
1．1．2水系鋅基電池電化學特性 5
1．2水系鋅基電池產業應用概述 8
1．2．1儲能電池 8
1．2．2動力電池 9
1．2．3柔性器件 10
參考文獻 11
第2章 鋅金屬負極
2．1鋅金屬的基礎特性 14
2．1．1鋅金屬的分布及生產成本 14
2．1．2鋅金屬的物理特性 15
2．1．3鋅金屬的化學特性 17
2．2常用的鋅金屬負極 18
2．2．1鋅筒 18
2．2．2鋅粉 18
2．2．3鋅箔 23
2．3鋅金屬負極的反應機理 23
2．3．1電化學反應機理 23
2．3．2鋅離子的溶劑化結構 24
2．4鋅金屬負極的副反應和枝晶 26
2．4．1副反應的種類和機制 26
2．4．2鋅枝晶的形成機理 28
2．5鋅金屬負極性能的優化策略 31
2．5．1成分設計 31
2．5．2表面修飾 32
2．5．3結構設計 33
2．5．4電解液改性 33
2．5．5無鋅負極 35
2．5．6其他策略 35
參考文獻 35
第3章 水系電解液
3．1水系電解液電化學基礎 41
3．1．1水系電解液熱力學和動力學基礎 41
3．1．2水系電解液穩定電壓窗口 45
3．2鋅基電池水系電解液現狀 52
3．2．1鋅基電池水系電解液概述 53
3．2．2鋅離子電池水系電解液 54
3．2．3鋅空氣電池水系電解液 55
3．3鋅基電池水系電解液的優化 57
3．3．1水系電解液的優化目標 57
3．3．2高濃度電解液 59
3．3．3功能性添加劑 61
3．3．4分離式電解液 65
參考文獻 67
第4章 鋅基電池
4．1基于電化學轉化反應機理的鋅基電池體系 72
4．1．1電化學反應基礎 72
4．1．2鋅錳電池及正極材料 73
4．1．3鋅鎳電池及正極材料 79
4．1．4鋅銀電池及正極材料 82
4．2基于電化學催化反應的鋅基電池體系 87
4．2．1鋅空氣電池及正極材料 87
4．2．2鋅碘 硫電池及正極材料 96
4．3基于插層反應的鋅基電池體系 98
4．3．1鋅離子電池工作原理 98
4．3．2鋅離子電池釩基正極材料 99
4．3．3其他過渡金屬化合物正極材料 104
4．3．4有機化合物正極材料 111
4．4基于電容性吸附反應原理的鋅基電池體系 112
4．4．1鋅離子混合超級電容器工作原理 112
4．4．2鋅離子電容器電極材料 112
4．5基于混合機理的新型鋅基電池體系 115
4．5．1鋅鎳-鋅空混合體系 115
4．5．2鋅銀-鋅空混合體系 116
4．5．3鋅離子電容器-鋅空混合體系 118
參考文獻 118
第5章 水系鋅基電池結構及封裝
5．1電池封裝結構的概念及重要性 125
5．2傳統二次電池的封裝結構 126
5．2．1圓柱電池 127
5．2．2方形硬殼電池 127
5．2．3軟包電池 128
5．2．4三種電池封裝結構的優劣對比 129
5．3新型水系鋅基電池的封裝結構 130
5．3．1方形電池封裝結構 130
5．3．2柔性電池封裝結構 133
參考文獻 137
第6章 水系鋅基電池未來發展方向和挑戰
6．1真實電池性能的科學考量 140
6．2核心材料的研發 142
6．2．1鋅負極材料 142
6．2．2正極材料 143
6．2．3水系電解質 144
6．3基于應用場景要求的電池綜合性能 146
6．3．1成本 146
6．3．2機械性能 146
6．3．3安全性 147
參考文獻 148
1．1水系鋅基電池基本概念 1
1．1．1水系鋅基電池工作機制 1
1．1．2水系鋅基電池電化學特性 5
1．2水系鋅基電池產業應用概述 8
1．2．1儲能電池 8
1．2．2動力電池 9
1．2．3柔性器件 10
參考文獻 11
第2章 鋅金屬負極
2．1鋅金屬的基礎特性 14
2．1．1鋅金屬的分布及生產成本 14
2．1．2鋅金屬的物理特性 15
2．1．3鋅金屬的化學特性 17
2．2常用的鋅金屬負極 18
2．2．1鋅筒 18
2．2．2鋅粉 18
2．2．3鋅箔 23
2．3鋅金屬負極的反應機理 23
2．3．1電化學反應機理 23
2．3．2鋅離子的溶劑化結構 24
2．4鋅金屬負極的副反應和枝晶 26
2．4．1副反應的種類和機制 26
2．4．2鋅枝晶的形成機理 28
2．5鋅金屬負極性能的優化策略 31
2．5．1成分設計 31
2．5．2表面修飾 32
2．5．3結構設計 33
2．5．4電解液改性 33
2．5．5無鋅負極 35
2．5．6其他策略 35
參考文獻 35
第3章 水系電解液
3．1水系電解液電化學基礎 41
3．1．1水系電解液熱力學和動力學基礎 41
3．1．2水系電解液穩定電壓窗口 45
3．2鋅基電池水系電解液現狀 52
3．2．1鋅基電池水系電解液概述 53
3．2．2鋅離子電池水系電解液 54
3．2．3鋅空氣電池水系電解液 55
3．3鋅基電池水系電解液的優化 57
3．3．1水系電解液的優化目標 57
3．3．2高濃度電解液 59
3．3．3功能性添加劑 61
3．3．4分離式電解液 65
參考文獻 67
第4章 鋅基電池
4．1基于電化學轉化反應機理的鋅基電池體系 72
4．1．1電化學反應基礎 72
4．1．2鋅錳電池及正極材料 73
4．1．3鋅鎳電池及正極材料 79
4．1．4鋅銀電池及正極材料 82
4．2基于電化學催化反應的鋅基電池體系 87
4．2．1鋅空氣電池及正極材料 87
4．2．2鋅碘 硫電池及正極材料 96
4．3基于插層反應的鋅基電池體系 98
4．3．1鋅離子電池工作原理 98
4．3．2鋅離子電池釩基正極材料 99
4．3．3其他過渡金屬化合物正極材料 104
4．3．4有機化合物正極材料 111
4．4基于電容性吸附反應原理的鋅基電池體系 112
4．4．1鋅離子混合超級電容器工作原理 112
4．4．2鋅離子電容器電極材料 112
4．5基于混合機理的新型鋅基電池體系 115
4．5．1鋅鎳-鋅空混合體系 115
4．5．2鋅銀-鋅空混合體系 116
4．5．3鋅離子電容器-鋅空混合體系 118
參考文獻 118
第5章 水系鋅基電池結構及封裝
5．1電池封裝結構的概念及重要性 125
5．2傳統二次電池的封裝結構 126
5．2．1圓柱電池 127
5．2．2方形硬殼電池 127
5．2．3軟包電池 128
5．2．4三種電池封裝結構的優劣對比 129
5．3新型水系鋅基電池的封裝結構 130
5．3．1方形電池封裝結構 130
5．3．2柔性電池封裝結構 133
參考文獻 137
第6章 水系鋅基電池未來發展方向和挑戰
6．1真實電池性能的科學考量 140
6．2核心材料的研發 142
6．2．1鋅負極材料 142
6．2．2正極材料 143
6．2．3水系電解質 144
6．3基于應用場景要求的電池綜合性能 146
6．3．1成本 146
6．3．2機械性能 146
6．3．3安全性 147
參考文獻 148
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水系鋅基電池關鍵材料與器件 作者簡介
胡文彬，天津大學材料學院，教授，院長。1984.09-1988.07 中南工業大學（中南大學）材料學專業學生；1988.07-1991.03 天津大學材料學專業碩士研究生；1991.03-1994.06 中南大學有色金屬冶金專業博士研究生。工作經歷：1994.05-1996.06 上海交通大學材料科學與工程博士后流動站，博士后；1996.06-1999.12 上海交通大學材料科學與工程學院，副教授；1999.12-2000.12 上海交通大學材料科學與工程學院，教授；2000.12-2013.12 上海交通大學材料科學與工程學院，教授/博導；兼金 屬基復合材料國家重點實驗室教授（2011年定為2級）；2012.05-2013.12 上海交通大學特聘教授/博導；2014.01- 天津大學材料學院教授。研究方向研究領域：● 濕法冶金與材料制備科學；● 材料表面結構與功能一體化；● 微納材料的控形控性制備與應用；● 能源新材料。承擔項目主要承擔項目：1. 國家杰出青年科學基金：金屬粉體的濕法冶金制備及其形態結構控制（51125016）；2. 國家海洋局重大專項：海洋工程核心部件與材料測試評價服務平臺建設；3. 國家自然科學基金聯合基金：金屬-空氣電池電極材料催化活性位調控及應用基礎研究（U1601216）；4. 國家自然科學基金（面上）：鎳磷合金中磷元素對析氫行為的影響機制研究（51671143）；5. 國家自然科學基金（面上）：四氧化三鈷納米薄膜的形成機制、結構及其超級電容特性（51472178）；6. 國家自然科學基金（面上）：微米尺度金屬復合薄膜的微觀組織結構設計力學變形行為的研究（5117114）；7. 國家自然科學基金（面上）：鎂合金熔鹽冶金擴散鋁涂層的基礎研究（50974088）；8. 國家自然科學基金（面上）：膠體自催化組裝制備超細空心鎳球粉末的研究（50474004）；9. 國家自然科學基金(青年)：網絡交叉金屬陶瓷復合材料（59501002）；10. 863計劃項目：短碳纖維表面金屬化新技術及其應用（2007AA03Z546）；11. 863計劃項目：新型金屬基復合材料及其精密成型技術（2002AA334010）；12. 國家科技支撐計劃課題：電鍍鋅核心工藝和裝備的研發（2011BAE13B08）；13. 總裝預研與國防項目：3項；14. 天津市科技支撐重點項目：低成本、長壽命無縫鋼管芯棒的制造與應用技術（16YFZCGX00100）；15. 高等學校科技創新工程重大項目培育資金項目：鎂合金表面熔鹽自發置換擴散鋁涂層的基礎研究（707025）；16. 教育部“新世紀優秀人才計劃”基金項目：超細空心金屬鎳球的微波吸收特性與隱身涂層研究（NCET-06-0390）；17. 上海市教委“曙光計劃”基金項目：超細空心金屬球的微波吸收特征與性能研究 “曙光計劃”跟蹤：結構特征參數對鐵磁性納米粒子電磁性能的影響機制研究（10GG06）；18. 上海市優秀學術帶頭人：鐵磁性納米材料形態結構控制與電磁性能研究（11XD1402700）；19. 上海市科技發展基金項目：納米超黑空心金屬粉體的工業制備與應用（05nm05004）；20. 上海市重點攻關項目：關鍵機械零部件耐磨減摩修復新技術（0352211037）；21. 教育部博士點基金（博導類）：原位液體自潤滑復合材料設計制備及摩擦機理研究（20120073110006）。
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