《儲能材料與器件》全書共分7章，內(nèi)容包括緒論、鉛酸蓄電池、鋰離子電池、鋰金屬電池及鋰金屬負(fù)極保護(hù)、液流電池、金屬-空氣電池以及超級電容器。本書主要針對電化學(xué)儲能材料及器件展開論述，講解具體的儲能方式、各類儲能電池工作原理、關(guān)鍵材料及器件。此外，本書還對物理儲能及氫能存儲做了簡要介紹。
本書適用于新能源材料與器件、新能源科學(xué)與工程、儲能科學(xué)與工程專業(yè)及相近專業(yè)本科教學(xué)，也可作為材料及化學(xué)等相關(guān)專業(yè)類似課程的參考書；同時還可以為從事儲能電池方面研究和生產(chǎn)的工作人員提供參考。
第1章緒論1
1.1儲能的方式介紹1
1.1.1物理儲能1
1.1.2化學(xué)儲能2
1.1.3氫能存儲3
1.2化學(xué)儲能電池的發(fā)展歷史和未來趨勢4
1.3化學(xué)電源的分類及應(yīng)用領(lǐng)域7
1.3.1化學(xué)電源的分類7
1.3.2化學(xué)電源的應(yīng)用7
1.4化學(xué)電源相關(guān)的基本概念7
1.4.1電池內(nèi)阻7
1.4.2開路電壓和工作電壓7
1.4.3電池容量8
1.4.4電池的能量9
1.4.5電池的功率9
1.4.6儲存性能和自放電10
1.4.7電池壽命10
1.5電池常見的測試方法11
1.5.1電池容量的測定11
1.5.2電池壽命及檢測技術(shù)12
1.5.3電池內(nèi)阻、內(nèi)壓的測定12
1.5.4安全性能的測試13
1.6電池常見問題與分析14
1.6.1過放電14
1.6.2過充電15
1.6.3短路15
1.6.4內(nèi)阻偏大16
1.6.5電池爆炸16
1.7電池的成本16
習(xí)題17
第2章鉛酸蓄電池18
2.1鉛酸蓄電池概述18
2.2鉛酸蓄電池基本原理18
2.2.1鉛酸電極電池反應(yīng)19
2.2.2鉛酸蓄電池正極19
2.2.3鉛酸蓄電池負(fù)極20
2.2.4鉛酸蓄電池電解液21
2.3鉛酸蓄電池失效機(jī)制與解決方法21
2.3.1正極失效機(jī)制21
2.3.2負(fù)極失效機(jī)制22
2.3.3超級鉛酸蓄電池23
2.4鉛酸蓄電池制造與工藝24
2.5鉛酸蓄電池展望26
習(xí)題26
第3章鋰離子電池27
3.1鋰離子電池工作原理27
3.2鋰離子電池的電化學(xué)性能29
3.3鋰離子電池正極材料30
3.3.1理想的鋰離子電池正極材料特點(diǎn)30
3.3.2正極材料的分類30
3.3.3鈷酸鋰正極材料31
3.3.4鎳酸鋰正極材料32
3.3.5層狀結(jié)構(gòu)錳酸鋰正極材料35
3.3.6三元復(fù)合正極材料36
3.3.7尖晶石型錳酸鋰正極材料38
3.3.8磷酸鐵鋰正極材料40
3.4鋰離子電池負(fù)極材料41
3.4.1理想的鋰離子電池負(fù)極材料特點(diǎn)41
3.4.2負(fù)極材料的分類42
3.4.3石墨化碳和非石墨化碳43
3.4.4石墨化碳材料43
3.4.5無定形碳材料46
3.4.6鈦酸鋰負(fù)極材料47
3.4.7硅基合金負(fù)極材料49
3.4.8金屬氧化物負(fù)極材料50
3.5電解質(zhì)51
3.5.1電解質(zhì)的作用與分類51
3.5.2非水液態(tài)電解質(zhì)52
3.5.3凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)53
3.5.4全固態(tài)聚合物電解質(zhì)54
3.5.5無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)56
3.6鋰離子電池展望58
習(xí)題59
第4章鋰金屬電池及鋰金屬負(fù)極保護(hù)61
4.1鋰金屬電池概述61
4.2鋰金屬電池分類62
4.2.1嵌鋰正極鋰金屬電池62
4.2.2鋰-硫電池62
4.2.3鋰-空氣電池63
4.3鋰金屬作為負(fù)極的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)64
4.4鋰金屬電池的應(yīng)用難點(diǎn)64
4.5鋰金屬負(fù)極保護(hù)的途徑65
4.5.1電解液改進(jìn)65
4.5.2選用固體電解質(zhì)75
4.5.3鋰金屬界面改性78
4.5.4隔膜改性79
4.5.5負(fù)極微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計80
4.6鋰金屬電池存在的問題與解決方法83
習(xí)題84
第5章液流電池85
5.1液流電池概述85
5.2液流電池的基本構(gòu)造86
5.3無機(jī)電化學(xué)反應(yīng)對液流電池86
5.3.1無機(jī)電化學(xué)反應(yīng)對雙液流電池86
5.3.2無機(jī)電化學(xué)反應(yīng)對沉積型單液流電池88
5.4無機(jī)氧化還原對液流電池電解液90
5.5水系電解液液流電池隔膜92
5.6液流電池展望93
習(xí)題93
第6章金屬-空氣電池95
6.1金屬-空氣電池概述95
6.2鋰-空氣電池96
6.2.1鋰-空氣電池的基本原理96
6.2.2鋰-空氣電池的負(fù)極98
6.2.3鋰-空氣電池的正極98
6.2.4鋰-空氣電池的電解質(zhì)100
6.2.5鋰-空氣電池存在的問題與展望101
6.3鋅-空氣電池102
6.3.1鋅-空氣電池的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)機(jī)理102
6.3.2鋅-空氣電池的研究進(jìn)展與展望103
6.4鋁-空氣電池105
6.4.1鋁-空氣電池的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)機(jī)理105
6.4.2鋁-空氣電池的研究進(jìn)展與展望106
6.5其他金屬-空氣電池106
6.6小結(jié)106
習(xí)題107
第7章超級電容器108
7.1超級電容器概述108
7.1.1超級電容器的發(fā)展歷史108
7.1.2超級電容器的工作原理109
7.1.3超級電容器的結(jié)構(gòu)與類型110
7.1.4超級電容器與電池的區(qū)別112
7.2碳電極材料112
7.2.1活性炭113
7.2.2活性炭纖維113
7.2.3碳?xì)饽z113
7.2.4碳納米管114
7.2.5石墨烯114
7.2.6碳基復(fù)合材料115
7.3贗電容電極材料115
7.3.1過渡金屬氧化物115
7.3.2金屬氫氧化物116
7.3.3導(dǎo)電聚合物117
7.3.4其他新型贗電容電極材料118
7.4電解質(zhì)119
7.4.1水溶液介質(zhì)119
7.4.2非水溶液介質(zhì)120
7.5混合型超級電容器121
7.5.1非對稱超級電容器（雙電層/贗電容）121
7.5.2電池/電容型混合超級電容器122
7.6超級電容器的制備工藝123
7.6.1超級電容器的組裝123
7.6.2超級電容器的性能測試124
7.7超級電容器的應(yīng)用與展望129
習(xí)題130
參考文獻(xiàn)131
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