新型电化学能源材料

1.以近年的文献系统介绍了发展前景看好的电化学储能器件和材料的新进展。 2.涵盖了锂离子电池、超级电容器、燃料电池、金属空气电池等热点研究和产业领域。 3.可作为教材，同时也是新能源、锂电池、燃料电池、电动汽车、规模储能等领域研究人员的参考书。

本书根据当前电化学能源材料领域的近期新研究进展，并结合国家能源发展战略，在阐述电化学能源与电化学的相关基础理论知识基础上，着重介绍了有重要意义且发展前景看好的电化学储能器件及应用于其中的新材料，包括：新型二次电池中的锂离子电池、锂硫电池、其它碱金属离子电池、铝离子电池、锌离子电池；新型超级电容器；燃料电池中的质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池；金属-空气电池。本书深入浅出，可作为大学应用化学、能源化学、新能源材料与器件等专业的教材，也可作为化学、化工、材料、能源等领域相关专业的教学参考书；同时也是新能源、锂离子电池、燃料电池、电动汽车、规模储能等领域研究与应用人员的基础参考书。

四位作者均为东华理工大学教师，在江西省聚合物微纳制造与器件重点实验室电化学能源小组从事聚合物材料、超级电容器、锂离子电池和质子交换膜燃料电池等相关研究。

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