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新能源材料與器件概論 教材 版權(quán)信息
- ISBN：9787122441997
- 條形碼：9787122441997 ; 978-7-122-44199-7
- 裝幀：平裝
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類(lèi)：>>
新能源材料與器件概論 教材 內(nèi)容簡(jiǎn)介
高等學(xué)校教材《新能源材料與器件概論》系統(tǒng)闡述了新能源材料的分類(lèi)、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與合成工藝，以及相應(yīng)新能源器件的工作原理和性能，包括新能源科學(xué)基礎(chǔ)、電化學(xué)儲(chǔ)能基礎(chǔ)、鋰離子電池、電化學(xué)電容器、新型化學(xué)電源、氫能轉(zhuǎn)換材料與器件、固態(tài)電池和其他新能源技術(shù)，并對(duì)新能源材料制備及測(cè)試技術(shù)進(jìn)行了詳盡的闡述。書(shū)中給出了詳盡的和代表性的實(shí)際案例，以期更好地解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。本書(shū)可作為新能源、氫能、材料、化學(xué)等學(xué)科本科教材及研究生教材，同時(shí)可供新能源、氫能、電動(dòng)汽車(chē)、規(guī)模儲(chǔ)能等領(lǐng)域從事研究、制造與應(yīng)用工作的科學(xué)技術(shù)人員參考和閱讀。
新能源材料與器件概論 教材 目錄
第1章 緒論 1
1.1 能源 1
1.2 能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換技術(shù) 5
1.3 新能源材料 7 第2章 電化學(xué)儲(chǔ)能基礎(chǔ) 9
2.1 電化學(xué)儲(chǔ)能概述 10
2.1.1 電化學(xué)簡(jiǎn)介 10
2.1.2 電化學(xué)儲(chǔ)能的發(fā)展史 10
2.2 電化學(xué)儲(chǔ)能原理 11
2.2.1 電極電位的建立 12
2.2.2 法拉第過(guò)程與非法拉第過(guò)程 15
2.2.3 電化學(xué)儲(chǔ)能的分類(lèi) 17
2.3 電化學(xué)儲(chǔ)能的應(yīng)用 17 第3章 鋰離子電池 19
3.1 鋰離子電池基礎(chǔ) 19
3.1.1 鋰離子電池的發(fā)展歷程 19
3.1.2 鋰離子電池的工作原理 22
3.1.3 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及分類(lèi) 23
3.1.4 鋰離子電池原材料及制造 25
3.2 鋰離子電池正極材料 27
3.2.1 正極材料簡(jiǎn)介 27
3.2.2 鈷酸鋰 30
3.2.3 LiMn2O4 正極材料 34
3.2.4 LiFePO4 正極材料 35
3.2.5 三元正極材料 37
3.3 鋰離子電池負(fù)極材料 41
3.3.1 負(fù)極材料簡(jiǎn)介 41
3.3.2 石墨材料 43
3.3.3 無(wú)定形碳 46
3.3.4 鈦氧化物材料 48
3.3.5 硅基負(fù)極材料 49
3.4 鋰離子電池電解液 51
3.4.1 有機(jī)電解液的性能要求 52
3.4.2 鋰鹽 53
3.4.3 有機(jī)溶劑 55
3.4.4 電解液的反應(yīng) 57
3.4.5 電解液添加劑 59
3.5 其他材料 62
3.5.1 隔膜 62
3.5.2 導(dǎo)電劑 66
3.5.3 黏結(jié)劑 70
3.5.4 殼體、集流體和極耳 70 第4章 電化學(xué)電容器 72
4.1 概述 72
4.1.1 電化學(xué)電容器的發(fā)展史 72
4.1.2 電化學(xué)電容器的分類(lèi) 73
4.1.3 電化學(xué)電容器的特點(diǎn)及應(yīng)用 75
4.2 電化學(xué)雙電層電容器 77
4.2.1 電化學(xué)雙電層理論 77
4.2.2 碳材料雙電層儲(chǔ)能電化學(xué) 79
4.2.3 雙電層電容器用碳材料 82
4.2.4 雙電層電容器用電解液 86
4.2.5 其他關(guān)鍵材料 90
4.2.6 雙電層電容器制備工藝 93
4.3 法拉第贗電容器 96
4.3.1 贗電容反應(yīng)原理 96
4.3.2 贗電容材料 98
4.3.3 碳基贗電容復(fù)合材料 100
4.4 電化學(xué)電容器新體系 101
4.4.1 電化學(xué)電容器研發(fā)趨勢(shì) 101
4.4.2 石墨烯電容器 101
4.4.3 鋰離子電容器 110 第5章 新型化學(xué)電源 113
5.1 高能金屬鋰二次電池 113
5.1.1 鋰硫電池 113
5.1.2 鋰二氧化碳電池 116
5.1.3 金屬鋰負(fù)極的保護(hù) 118
5.2 非鋰金屬離子電池 122
5.2.1 鈉離子電池 122
5.2.2 鎂離子電池 124
5.2.3 鋅離子電池 126
5.2.4 鋁離子電池 128
5.3 金屬空氣電池 130
5.3.1 鋅空氣電池 130
5.3.2 鋁空氣電池 135
5.3.3 鋰空氣電池 141 第6章 氫能轉(zhuǎn)換材料與器件 144
6.1 氫能 144
6.1.1 概述 144
6.1.2 氫的基本性質(zhì) 146
6.1.3 氫的能源特征 148
6.1.4 氫能的應(yīng)用 149
6.2 氫的制備及純化 153
6.2.1 電解水制氫 153
6.2.2 光解水制氫 161
6.2.3 光電催化分解水制氫 162
6.2.4 化石能源制氫 163
6.2.5 生物質(zhì)制氫 164
6.2.6 氫的分離和純化 164
6.3 氫的存儲(chǔ)與輸運(yùn) 165
6.3.1 氫的安全性 165
6.3.2 氫的存儲(chǔ) 168
6.3.3 氫的輸運(yùn) 170
6.4 燃料電池 171
6.4.1 燃料電池基礎(chǔ) 171
6.4.2 質(zhì)子交換膜燃料電池 178
6.4.3 直接醇類(lèi)燃料電池 204
6.4.4 高溫質(zhì)子交換膜燃料電池 208
6.4.5 固體氧化物燃料電池 210
6.4.6 堿性燃料電池 216
6.4.7 磷酸型燃料電池 218
6.4.8 熔融碳酸鹽燃料電池 219 第7章 固態(tài)電池 221
7.1 固態(tài)電池簡(jiǎn)介 221
7.2 固態(tài)聚合物電解質(zhì) 222
7.2.1 簡(jiǎn)述 222
7.2.2 常見(jiàn)凝膠聚合物電解質(zhì) 225
7.2.3 聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用 226
7.3 無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì) 230
7.3.1 無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的分類(lèi) 231
7.3.2 固態(tài)電解質(zhì)的制備方法 233
7.3.3 無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的界面問(wèn)題 238
7.4 固態(tài)電池的發(fā)展前景 239 第8章 其他新能源技術(shù) 241
8.1 太陽(yáng)能 241
8.1.1 太陽(yáng)能概述 241
8.1.2 太陽(yáng)能的利用 243
8.1.3 太陽(yáng)能電池 249
8.1.4 晶體硅太陽(yáng)能電池材料 253
8.2 生物質(zhì)能 260
8.2.1 生物質(zhì)概述 260
8.2.2 我國(guó)生物質(zhì)總量 262
8.2.3 生物質(zhì)利用技術(shù) 263
8.3 核能 265
8.3.1 核能的來(lái)源 265
8.3.2 核能的優(yōu)勢(shì)及用途 266
8.3.3 核廢物處理與安全 267
8.4 風(fēng)能 268
8.4.1 風(fēng)能的發(fā)展歷程 268
8.4.2 風(fēng)能的利用形式 269
8.5 可燃冰 271
8.5.1 可燃冰的性質(zhì) 271
8.5.2 可燃冰的開(kāi)采技術(shù) 271
8.5.3 我國(guó)可燃冰的現(xiàn)狀與發(fā)展 273 第9章 新能源材料制備及測(cè)試技術(shù) 275
9.1 材料制備技術(shù)概述 275
9.1.1 沉淀法 276
9.1.2 電化學(xué)沉積法 283
9.1.3 水熱/溶劑熱法 285
9.1.4 溶膠-凝膠法 288
9.1.5 微乳液法 291
9.1.6 固相法 294
9.1.7 化學(xué)氣相沉積法 296
9.2 鈷酸鋰的生產(chǎn)工藝 296
9.2.1 主要原料 297
9.2.2 計(jì)量配料與混合工序 297
9.2.3 燒結(jié)工序 298
9.2.4 后續(xù)工序 301
9.2.5 鈷酸鋰的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 303
9.3 磷酸鐵鋰的生產(chǎn)工藝 304
9.3.1 磷酸鐵前驅(qū)體的生產(chǎn) 305
9.3.2 磷酸鐵鋰的生產(chǎn) 308
9.4 新能源材料表征與性能測(cè)試 315
9.4.1 形貌表征 315
9.4.2 結(jié)構(gòu)表征 322
9.4.3 電化學(xué)性能測(cè)試 328
9.4.4 其他性能測(cè)試 335 參考文獻(xiàn) 341
1.1 能源 1
1.2 能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換技術(shù) 5
1.3 新能源材料 7 第2章 電化學(xué)儲(chǔ)能基礎(chǔ) 9
2.1 電化學(xué)儲(chǔ)能概述 10
2.1.1 電化學(xué)簡(jiǎn)介 10
2.1.2 電化學(xué)儲(chǔ)能的發(fā)展史 10
2.2 電化學(xué)儲(chǔ)能原理 11
2.2.1 電極電位的建立 12
2.2.2 法拉第過(guò)程與非法拉第過(guò)程 15
2.2.3 電化學(xué)儲(chǔ)能的分類(lèi) 17
2.3 電化學(xué)儲(chǔ)能的應(yīng)用 17 第3章 鋰離子電池 19
3.1 鋰離子電池基礎(chǔ) 19
3.1.1 鋰離子電池的發(fā)展歷程 19
3.1.2 鋰離子電池的工作原理 22
3.1.3 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及分類(lèi) 23
3.1.4 鋰離子電池原材料及制造 25
3.2 鋰離子電池正極材料 27
3.2.1 正極材料簡(jiǎn)介 27
3.2.2 鈷酸鋰 30
3.2.3 LiMn2O4 正極材料 34
3.2.4 LiFePO4 正極材料 35
3.2.5 三元正極材料 37
3.3 鋰離子電池負(fù)極材料 41
3.3.1 負(fù)極材料簡(jiǎn)介 41
3.3.2 石墨材料 43
3.3.3 無(wú)定形碳 46
3.3.4 鈦氧化物材料 48
3.3.5 硅基負(fù)極材料 49
3.4 鋰離子電池電解液 51
3.4.1 有機(jī)電解液的性能要求 52
3.4.2 鋰鹽 53
3.4.3 有機(jī)溶劑 55
3.4.4 電解液的反應(yīng) 57
3.4.5 電解液添加劑 59
3.5 其他材料 62
3.5.1 隔膜 62
3.5.2 導(dǎo)電劑 66
3.5.3 黏結(jié)劑 70
3.5.4 殼體、集流體和極耳 70 第4章 電化學(xué)電容器 72
4.1 概述 72
4.1.1 電化學(xué)電容器的發(fā)展史 72
4.1.2 電化學(xué)電容器的分類(lèi) 73
4.1.3 電化學(xué)電容器的特點(diǎn)及應(yīng)用 75
4.2 電化學(xué)雙電層電容器 77
4.2.1 電化學(xué)雙電層理論 77
4.2.2 碳材料雙電層儲(chǔ)能電化學(xué) 79
4.2.3 雙電層電容器用碳材料 82
4.2.4 雙電層電容器用電解液 86
4.2.5 其他關(guān)鍵材料 90
4.2.6 雙電層電容器制備工藝 93
4.3 法拉第贗電容器 96
4.3.1 贗電容反應(yīng)原理 96
4.3.2 贗電容材料 98
4.3.3 碳基贗電容復(fù)合材料 100
4.4 電化學(xué)電容器新體系 101
4.4.1 電化學(xué)電容器研發(fā)趨勢(shì) 101
4.4.2 石墨烯電容器 101
4.4.3 鋰離子電容器 110 第5章 新型化學(xué)電源 113
5.1 高能金屬鋰二次電池 113
5.1.1 鋰硫電池 113
5.1.2 鋰二氧化碳電池 116
5.1.3 金屬鋰負(fù)極的保護(hù) 118
5.2 非鋰金屬離子電池 122
5.2.1 鈉離子電池 122
5.2.2 鎂離子電池 124
5.2.3 鋅離子電池 126
5.2.4 鋁離子電池 128
5.3 金屬空氣電池 130
5.3.1 鋅空氣電池 130
5.3.2 鋁空氣電池 135
5.3.3 鋰空氣電池 141 第6章 氫能轉(zhuǎn)換材料與器件 144
6.1 氫能 144
6.1.1 概述 144
6.1.2 氫的基本性質(zhì) 146
6.1.3 氫的能源特征 148
6.1.4 氫能的應(yīng)用 149
6.2 氫的制備及純化 153
6.2.1 電解水制氫 153
6.2.2 光解水制氫 161
6.2.3 光電催化分解水制氫 162
6.2.4 化石能源制氫 163
6.2.5 生物質(zhì)制氫 164
6.2.6 氫的分離和純化 164
6.3 氫的存儲(chǔ)與輸運(yùn) 165
6.3.1 氫的安全性 165
6.3.2 氫的存儲(chǔ) 168
6.3.3 氫的輸運(yùn) 170
6.4 燃料電池 171
6.4.1 燃料電池基礎(chǔ) 171
6.4.2 質(zhì)子交換膜燃料電池 178
6.4.3 直接醇類(lèi)燃料電池 204
6.4.4 高溫質(zhì)子交換膜燃料電池 208
6.4.5 固體氧化物燃料電池 210
6.4.6 堿性燃料電池 216
6.4.7 磷酸型燃料電池 218
6.4.8 熔融碳酸鹽燃料電池 219 第7章 固態(tài)電池 221
7.1 固態(tài)電池簡(jiǎn)介 221
7.2 固態(tài)聚合物電解質(zhì) 222
7.2.1 簡(jiǎn)述 222
7.2.2 常見(jiàn)凝膠聚合物電解質(zhì) 225
7.2.3 聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用 226
7.3 無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì) 230
7.3.1 無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的分類(lèi) 231
7.3.2 固態(tài)電解質(zhì)的制備方法 233
7.3.3 無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的界面問(wèn)題 238
7.4 固態(tài)電池的發(fā)展前景 239 第8章 其他新能源技術(shù) 241
8.1 太陽(yáng)能 241
8.1.1 太陽(yáng)能概述 241
8.1.2 太陽(yáng)能的利用 243
8.1.3 太陽(yáng)能電池 249
8.1.4 晶體硅太陽(yáng)能電池材料 253
8.2 生物質(zhì)能 260
8.2.1 生物質(zhì)概述 260
8.2.2 我國(guó)生物質(zhì)總量 262
8.2.3 生物質(zhì)利用技術(shù) 263
8.3 核能 265
8.3.1 核能的來(lái)源 265
8.3.2 核能的優(yōu)勢(shì)及用途 266
8.3.3 核廢物處理與安全 267
8.4 風(fēng)能 268
8.4.1 風(fēng)能的發(fā)展歷程 268
8.4.2 風(fēng)能的利用形式 269
8.5 可燃冰 271
8.5.1 可燃冰的性質(zhì) 271
8.5.2 可燃冰的開(kāi)采技術(shù) 271
8.5.3 我國(guó)可燃冰的現(xiàn)狀與發(fā)展 273 第9章 新能源材料制備及測(cè)試技術(shù) 275
9.1 材料制備技術(shù)概述 275
9.1.1 沉淀法 276
9.1.2 電化學(xué)沉積法 283
9.1.3 水熱/溶劑熱法 285
9.1.4 溶膠-凝膠法 288
9.1.5 微乳液法 291
9.1.6 固相法 294
9.1.7 化學(xué)氣相沉積法 296
9.2 鈷酸鋰的生產(chǎn)工藝 296
9.2.1 主要原料 297
9.2.2 計(jì)量配料與混合工序 297
9.2.3 燒結(jié)工序 298
9.2.4 后續(xù)工序 301
9.2.5 鈷酸鋰的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 303
9.3 磷酸鐵鋰的生產(chǎn)工藝 304
9.3.1 磷酸鐵前驅(qū)體的生產(chǎn) 305
9.3.2 磷酸鐵鋰的生產(chǎn) 308
9.4 新能源材料表征與性能測(cè)試 315
9.4.1 形貌表征 315
9.4.2 結(jié)構(gòu)表征 322
9.4.3 電化學(xué)性能測(cè)試 328
9.4.4 其他性能測(cè)試 335 參考文獻(xiàn) 341
展開(kāi)全部
新能源材料與器件概論 教材 作者簡(jiǎn)介
張林森，鄭州輕工業(yè)大學(xué)教授，主要從事鋰離子電池、鋰硫電池、燃料電池、金屬空氣電池等化學(xué)電源新能源材料及電鍍與化學(xué)鍍表面處理等方面的研究。近年來(lái)參加國(guó)家項(xiàng)目2項(xiàng)，主持省部級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng)、廳級(jí)項(xiàng)目2項(xiàng)。獲得河南省科技進(jìn)步獎(jiǎng)、輕工聯(lián)合會(huì)科技發(fā)明獎(jiǎng)、輕工聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)、省教育廳科技成果獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。在國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊公開(kāi)發(fā)研究論文50余篇，其中三大收錄30余篇，省部級(jí)鑒定成果7項(xiàng)，授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利6項(xiàng)，著作3部。
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