醉染图书新型电池材料与技术9787122404770

1锂离子电池001

1.1锂离子电池反应机理001

1.2锂离子电池组成002

1.2.1锂离子电池正极材料003

1.2.2锂离子电池电解液004

1..锂离子电池负极材料005

1.2.4锂离子电池隔膜材料006

1.2.5锂离子电池黏结剂材料007

1.2.6锂离子电池导电剂材料007

1.3锂离子电池正极研究进展008

1.3.1层状型化合物008

1.3.2尖晶石型化合物009

1.3.3聚阴离子型化合物010

1.3.4正极材料所存在的问题以及改研究011

1.4锂离子电池电解液研究进展016

1.4.1有机系电解液016

1.4.2离子液体电解液017

1.4.3水系电解液018

1.4.4凝胶型聚合物电解质019

1.4.5固态电解质021

1.4.6电解液的应用需求和设计原则024

1.5锂离子电池负极研究进展024

1.5.1嵌入型材料024

1.5.2合金型材料025

1.5.3转换型材料027

1.6锂离子电池隔膜研究进展028

1.6.1聚合物隔膜028

1.6.2无机陶瓷隔膜029

1.6.3聚合物复合隔膜032

1.7锂离子电池黏结剂研究进展033

1.7.1油黏结剂033

1.7.2水黏结剂034

1.8锂离子电池导电剂研究进展035

1.9总结与展望036

习题038

参考文献038



2凝胶聚合物电解质及其复合体系在锂电池中的应用049

2.1凝胶聚合物电解质概述049

2.1.1凝胶聚合物电解质的特与发展历史049

2.1.2凝胶聚合物电解质的分类050

2.2聚合物电解质基本要求与表征051

2.2.1离子电导率051

2.2.2锂离子迁移数051

2..电化学窗口051

2.2.4热稳定052

2.2.5孔隙率052

2.2.6吸液率052

.凝胶聚合物电解质及其复合体系分类053

..1聚氧化乙烯（PEO）基凝胶电解质053

..2含有氰基的凝胶电解质（GPE）061

..聚丙烯酸酯基凝胶电解质062

..4含氟凝胶电解质068

..5类型凝胶电解质071

2.4总结与展望072

习题073

参考文献073



3应用于固态锂电池的无机固体电解质078

3.1固体电解质的分类078

3.2氧化物电解质079

3.2.1钙钛矿型电解质079

3.2.2NASICON型电解质080

3..石榴石型电解质081

3.3硫化物基锂离子导体083

3.3.1Thio-LiSICONs083

3.3.2LG电解质084

3.3.3硫银锗型085

3.4新型硫代磷酸酯导体085

3.5卤化物电解质086

3.5.1Li3InCl6086

3.5.2反钙钛矿型电解质087

3.6总结与展望088

习题088

参考文献088



4锂-空气电池096

4.1锂-空气电池的组成096

4.1.1正极096

4.1.2负极097

4.1.3电解质098

4.2充放电反应机理100

4.2.1放电100

4.2.2充电103

4.3原位表面拉曼光谱（SERS）研究锂-空气电池反应原理104

4.3.1原位SERS简介104

4.3.2放电反应路径105

4.3.3充放电的反应位点106

4.4锂-空气电池的进展和挑战107

4.4.1正极107

4.4.2负极108

4.4.3电解液108

4.5总结与展望109

习题110

参考文献111



5可充放锂硫电池114

5.1锂硫电池基本原理115

5.2锂硫电池研究历史117

5.3锂硫电池面临的主要问题118

5.4硫-碳复合正极材料120

5.4.1基于微/介孔碳的复合材料120

5.4.2复合材料的合成方法121

5.4.3无黏结剂复合电极121

5.4.4硫-高分子杂化材料122

5.5电解质材料的选择1

5.5.1液态电解质1

5.5.2固态电解质1

5.6不同锂硫电池结构124

5.6.1碳中间层124

5.6.2锂/溶解多硫化物电池124

5.7总结与展望125

习题126

参考文献126



6钠离子电池131

6.1钠离子电池反应机理132

6.2钠离子电池组成132

6.2.1钠离子电池正极材料133

6.2.2钠离子电池电解液133

6..钠离子电池负极材料134

6.3钠离子电池正极研究进展135

6.3.1钠过渡属氧化物135

6.3.2聚阴离子化合物136

6.3.3普鲁士蓝及类普鲁士蓝结构137

6.3.4正极材料所存在的问题以及改研究138

6.4钠离子电池电解液研究进展142

6.4.1有机系电解液143

6.4.2离子液体电解液144

6.4.3水系电解液144

6.4.4固体电解质145

6.4.5凝胶型聚合物电解质148

6.4.6电解液目前的需求及相应设计149

6.5钠离子电池负极研究进展149

6.5.1嵌入型材料149

6.5.2转换型材料151

6.5.3合金型材料156

6.5.4钠离子材料的设计及改160

6.6总结与展望160

习题161

参考文献161



7钠硫电池168

7.1钠硫电池基本构造与原理169

7.2高温钠硫电池171

7.3室温钠硫电池172

7.3.1存在的问题和解决方案172

7.3.2重要研究进展172

7.4总结与展望186

习题187

参考文献187



8锌-空气电池193

8.1化学原理194

8.2锌电极196

8.2.1反应机理196

8.2.2锌电极限制能的因素196

8.3氧电极198

8.4空气电极199

8.5隔膜200

8.6电解质201

8.6.1水系电解质201

8.6.2固态电解质201

8.6.3离子液体电解质202

8.7锌-空电池催化剂202

8.7.1OER催化剂202

8.7.2双功能催化剂205

8.8锌-空气电池能与限制因素212

习题213

参考文献213



9铝-空气电池218

9.1铝-空气电池概述218

9.1.1铝资源218

9.1.2铝-空气电池工作原理219

9.1.3铝-空气电池应用219

9.2铝-空气电池阳极220

9.2.1铝阳极的研究进展220

9.2.2铝阳极的制备222

9.3铝-空气电池阴极2

9.3.1氧气还原催化剂2

9.3.2空气电极的制备228

9.4铝-空气电池电解液229

9.4.1缓蚀剂229

9.4.2固态电解质0

9.5铝-空气电池存在的问题及展望1

习题2

参考文献2



10质子交换膜燃料电池阴极催化剂的设计与调控5

10.1燃料电池概述5

10.1.1燃料电池历史5

10.1.2燃料电池基本工作原理

10.1.3燃料电池的特点和优势

10.1.4燃料电池主要类型

10.2质子交换膜燃料电池的工作原理和结构

10.3质子交换膜燃料电池贵金属催化剂240

10.3.1贵金属催化剂的活240

10.3.2贵金属催化剂的稳定242

10.4质子交换膜燃料电池非贵金属催化剂244

10.4.1典型的非贵金属催化剂244

10.4.2非贵金属催化剂稳定研究249

10.5总结与展望251

习题252

参考文献252



11太阳电池257

11.1硅太阳电池258

11.1.1硅太阳电池结构及工作原理259

11.1.2晶硅太阳电池259

11.1.3薄膜硅太阳电池260

11.1.4硅太阳电池的应用261

11.1.5总结与展望262

11.2铜铟镓硒太阳电池262

11.2.1铜铟镓硒太阳电池结构及特点262

11.2.2铜铟镓硒薄膜的制备方法264

11..铜铟镓硒太阳电池存在的问题264

11.2.4总结与展望264

11.3碲化镉太阳电池265

11.3.1碲化镉太阳电池特点265

11.3.2碲化镉薄膜制备方法266

11.3.3背接触层及背电极266

11.3.4总结与展望266

11.4有机太阳电池267

11.4.1有机太阳电池结构及工作原理268

11.4.2有机太阳电池优势与存在的问题269

11.4.3总结与展望270

11.5染料敏化太阳电池270

11.5.1染料敏化太阳电池基本结构及工作原理270

11.5.2染料敏化太阳电池研究重点271

11.5.3染料敏化太阳电池存在的问题272

11.5.4总结与展望273

11.6钙钛矿太阳电池273

11.6.1钙钛矿太阳电池结构及工作原理273

11.6.2钙钛矿太阳电池发展概况274

11.6.3存在的问题及解决办法275

11.6.4总结与展望276

习题276

参考文献276



12双离子电池280

12.1双离子电池发展280

12.1.1传统锂离子电池的局限和研究现状280

12.1.2双离子电池的工作原理及特点282

12.1.3双离子电池的发展历程285

12.1.4双离子电池电解液的发展287

12.2双离子电池的反应机理293

12.2.1正极的反应机理293

12.2.2负极的反应机理298

1.阴离子反应动力学的改进305

1..1正极结构设计和改305

1..2新型正极材料311

12.4阳离子反应动力学的改进313

12.4.1负极材料的插层313

12.4.2合金化负极材料316

12.4.3新型负极材料317

12.5总结与展望319

习题320

参考文献320



13纤维状电池332

13.1纤维状电池的设计原理333

13.1.1电极334

13.1.2电解质336

13.1.3器件构型336

13.2纤维状电池概述337

13.2.1纤维状锂基电池338

13.2.2纤维状钠基电池344

13..纤维状锌基电池346

13.2.4纤维状空气电池347

13.2.5纤维状电池351

13.3多功能与集成化系统352

13.3.1防水/防火纤维状电池352

13.3.2自愈合与形状记忆纤维状电池353

13.3.3多功能纤维状电池354

13.3.4集成化系统355

13.4从纤维状电池到储能纺织品357

13.4.1纤维状电池缝在现有织物上358

13.4.2梭织/针织织物电池359

13.5未来可穿戴应用的技术问题360

13.5.1细长的纤维状结构引起的高内阻361

13.5.2制备困难361

13.5.3隔膜的安置困难361

13.5.4封装困难362

13.5.5厚度减小困难362

13.5.6机械强度低362

13.5.7难以实现纱线质感362

13.5.8缺乏评估力学能的测试标准363

13.5.9安全问题363

13.5.10多功能化和集成化363

13.5.11纤维状电池的电化学能364

13.6总结与展望365

习题365

参考文献365



14可降解电池375

14.1体内生物可降解电池376

14.1.1体内生物可降解电池的工作原理376

14.1.2生物可降解聚合物378

14.2环境可降解电池379

14.3可降解电池应用及前景382

14.3.1可降解电池的可降解32

14.3.2可降解电池的应用382

习题384

参考文献384



15电池表征技术387

15.1实验室常用表征技术389

15.1.1晶体结构表征390

15.1.2化学成分分析394

15.1.3微观组织形态表征398

15.1.4元素价态分析406

15.1.5分子价键表征409

15.1.6热分析技术411

15.2同步辐实验技术414

15.2.1同步辐XRD414

15.2.2对分布函数实验技术（）415

15..同步辐X线谱学实验技术417

15.2.4同步辐X线成像技术420

15.2.5同步辐原位实验方法与装置422

15.3中子实验技术424

15.3.1中子衍（ND）425

15.3.2中子成像426

15.3.3中子深度剖面谱（NDP）427

习题429

参考文献429

书中涉及的新型电池中，有些在同类书籍中从未作过介绍，如双离子电池、纤维状电池、可降解电池等；电池表征技术新颖，如同步辐实验技术、中子实验技术。

《新型电池材料与技术》较全面系统阐述了多种新型电池的技术、材料与发展趋势，包括锂离子电池（含凝胶电解质与固态电解质等）、锂-空气电池、锂硫电池、钠离子电池、钠硫电池、燃料电池、锌-空气电池、铝-空气电池、太阳电池、双离子电池、纤维状电池及可降解电池等。同时，本书对电池表征技术进行专门介绍。全书内容前沿、知识丰富、浅显易懂。本书适合电池领域相关科技工作者，以及高等院校相关专业高年级生、及教师阅读参考。