新型电化学能源材料

第1章 绪论 / 001

1.1 能源 001

1.1.1 能源利用与环境问题 001

1.1.2 能源发展趋势 003

1.1.3 能源与电化学 003

1.1.4 化学电源的发展简史 004

1.2 电化学测量体系 005

1.3 电化学性能测试方法 006

1.3.1 电化学交流阻抗谱 007

1.3.2 线性扫描伏安法 008

1.3.3 循环伏安法 008

1.3.4 恒流充放电测试 009

参考文献 009

第2章 新型二次电池/ 010

2.1 锂离子电池 010

2.1.1 概述 010

2.1.2 三元正极材料 013

2.1.3 电解液 015

2.1.4 新型隔膜 019

2.1.5 固态电解质 020

2.1.6 硅基负极材料 029

2.2 锂硫电池 036

2.2.1 概述 036

2.2.2 新型硫正极材料 039

2.2.3 新型硫化锂正极材料 045

2.2.4 负极材料 048

2.2.5 电解液 051

2.2.6 锂硫电池隔膜 055

2.3 其它碱金属离子电池 059

2.3.1 概述 059

2.3.2 钠离子电池 060

2.3.3 钾离子电池 067

2.4 铝离子电池 069

2.4.1 概述 069

2.4.2 正极材料 070

2.4.3 电解质 071

2.5 锌离子电池 072

2.5.1 概述 072

2.5.2 新型正极材料 073

2.5.3 电解液 077

2.5.4 负极材料 078

参考文献 081

第3章 新型超级电容器 / 086

3.1 概述 086

3.1.1 发展历史 087

3.1.2 工作原理及分类 088

3.2 双电层超级电容器电极材料 094

3.2.1 活性炭 094

3.2.2 碳纳米管 096

3.2.3 石墨烯 098

3.2.4 炭气凝胶 101

3.3 赝电容超级电容器电极材料 101

3.3.1 过渡金属氧化物 102

3.3.2 过渡金属硫、磷、硒化物 103

3.3.3 过渡金属碳（氮）化物 104

3.3.4 导电聚合物 105

3.4 其它新型电极材料 109

3.4.1 金属有机骨架材料 109

3.4.2 共价有机骨架材料 111

3.4.3 黑磷 112

3.5 微型结构超级电容器器件结构与性能 112

3.5.1 一维纤维状微型超级电容器 113

3.5.2 二维平面微型超级电容器 114

参考文献 115

第4章 燃料电池 / 119

4.1 燃料电池现状与未来 119

4.1.1 概述 119

4.1.2 燃料电池的现状 120

4.1.3 前景与挑战 121

4.2 质子交换膜燃料电池 123

4.2.1 质子交换膜燃料电池工作原理 123

4.2.2 质子交换膜燃料电池膜电极 124

4.2.3 质子交换膜的导电作用 131

4.2.4 水管理 138

4.2.5 质子交换膜燃料电池需解决的关键问题 141

4.3 固体氧化物燃料电池 142

4.3.1 固体氧化物燃料电池工作原理 142

4.3.2 固体氧化物燃料电池的结构类型 143

4.3.3 固体氧化物燃料电池构件 144

4.3.4 固体氧化物燃料电池需解决的关键问题 149

参考文献 150

第5章 金属-空气电池 / 152

5.1 概论 152

5.2 不同类型的金属-空气电池及其电化学反应 154

5.2.1 水系体系 155

5.2.2 无水质子体系 158

5.2.3 杂化体系和固态体系 160

5.3 电催化剂 161

5.3.1 贵金属催化剂 161

5.3.2 过渡金属氧化物和氮化物 162

5.3.3 碳酸酯材料 168

5.3.4 金属-氮化合物 169

5.3.5 导电聚合物 170

5.4 隔膜 170

5.5 阳极 171

5.6 动力学和界面 172

5.7 展望 172

参考文献 174

缩略语表 / 177