新型電化學(xué)能源材料

第1章 緒論 / 001
1.1 能源 001
1.1.1 能源利用與環(huán)境問題 001
1.1.2 能源發(fā)展趨勢 003
1.1.3 能源與電化學(xué) 003
1.1.4 化學(xué)電源的發(fā)展簡史 004
1.2 電化學(xué)測量體系 005
1.3 電化學(xué)性能測試方法 006
1.3.1 電化學(xué)交流阻抗譜 007
1.3.2 線性掃描伏安法 008
1.3.3 循環(huán)伏安法 008
1.3.4 恒流充放電測試 009
參考文獻(xiàn) 009
第2章 新型二次電池/ 010
2.1 鋰離子電池 010
2.1.1 概述 010
2.1.2 三元正極材料 013
2.1.3 電解液 015
2.1.4 新型隔膜 019
2.1.5 固態(tài)電解質(zhì) 020
2.1.6 硅基負(fù)極材料 029
2.2 鋰硫電池 036
2.2.1 概述 036
2.2.2 新型硫正極材料 039
2.2.3 新型硫化鋰正極材料 045
2.2.4 負(fù)極材料 048
2.2.5 電解液 051
2.2.6 鋰硫電池隔膜 055
2.3 其它堿金屬離子電池 059
2.3.1 概述 059
2.3.2 鈉離子電池 060
2.3.3 鉀離子電池 067
2.4 鋁離子電池 069
2.4.1 概述 069
2.4.2 正極材料 070
2.4.3 電解質(zhì) 071
2.5 鋅離子電池 072
2.5.1 概述 072
2.5.2 新型正極材料 073
2.5.3 電解液 077
2.5.4 負(fù)極材料 078
參考文獻(xiàn) 081
第3章 新型超級(jí)電容器 / 086
3.1 概述 086
3.1.1 發(fā)展歷史 087
3.1.2 工作原理及分類 088
3.2 雙電層超級(jí)電容器電極材料 094
3.2.1 活性炭 094
3.2.2 碳納米管 096
3.2.3 石墨烯 098
3.2.4 炭氣凝膠 101
3.3 贗電容超級(jí)電容器電極材料 101
3.3.1 過渡金屬氧化物 102
3.3.2 過渡金屬硫、磷、硒化物 103
3.3.3 過渡金屬碳（氮）化物 104
3.3.4 導(dǎo)電聚合物 105
3.4 其它新型電極材料 109
3.4.1 金屬有機(jī)骨架材料 109
3.4.2 共價(jià)有機(jī)骨架材料 111
3.4.3 黑磷 112
3.5 微型結(jié)構(gòu)超級(jí)電容器器件結(jié)構(gòu)與性能 112
3.5.1 一維纖維狀微型超級(jí)電容器 113
3.5.2 二維平面微型超級(jí)電容器 114
參考文獻(xiàn) 115
第4章 燃料電池 / 119
4.1 燃料電池現(xiàn)狀與未來 119
4.1.1 概述 119
4.1.2 燃料電池的現(xiàn)狀 120
4.1.3 前景與挑戰(zhàn) 121
4.2 質(zhì)子交換膜燃料電池 123
4.2.1 質(zhì)子交換膜燃料電池工作原理 123
4.2.2 質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極 124
4.2.3 質(zhì)子交換膜的導(dǎo)電作用 131
4.2.4 水管理 138
4.2.5 質(zhì)子交換膜燃料電池需解決的關(guān)鍵問題 141
4.3 固體氧化物燃料電池 142
4.3.1 固體氧化物燃料電池工作原理 142
4.3.2 固體氧化物燃料電池的結(jié)構(gòu)類型 143
4.3.3 固體氧化物燃料電池構(gòu)件 144
4.3.4 固體氧化物燃料電池需解決的關(guān)鍵問題 149
參考文獻(xiàn) 150
第5章 金屬-空氣電池 / 152
5.1 概論 152
5.2 不同類型的金屬-空氣電池及其電化學(xué)反應(yīng) 154
5.2.1 水系體系 155
5.2.2 無水質(zhì)子體系 158
5.2.3 雜化體系和固態(tài)體系 160
5.3 電催化劑 161
5.3.1 貴金屬催化劑 161
5.3.2 過渡金屬氧化物和氮化物 162
5.3.3 碳酸酯材料 168
5.3.4 金屬-氮化合物 169
5.3.5 導(dǎo)電聚合物 170
5.4 隔膜 170
5.5 陽極 171
5.6 動(dòng)力學(xué)和界面 172
5.7 展望 172
參考文獻(xiàn) 174
縮略語表 / 177