新能源材料

全书共分9章，首先概述了新能源技术及其材料；第2~9章从原理和微观机制、材料成分、组织结构与性能的关系等方面分别具体介绍了金属氢化物镍电池材料、锂离子电池材料、燃料电池材料、太阳能电池材料、半导体照明发光材料、相变储能材料、不错电容材料、非锂金属离子电池材料等新能源材料，同时对这些新能源材料的发展应用前景及趋势等进行了介绍。本书可作为高等院校，尤其是应用型本科院校的无机非金属材料、金属材料、高分子材料与工程和材料物理、材料化学等专业高年级学生的教材，也可供相关材料科学与工程技术人员参考。

1 概述
本章内容提要
1.1 能源
1.2 新能源及其利用技术
1.3 新能源材料
1.4 新能源材料发展方向
1.5 新能源材料的关键技术
思考题
参考文献
2 金属氢化物镍(Ni/MH)电池材料
本章内容提要
2.1 金属氢化物镍电池简介
2.1.1 金属氢化物镍电池工作原理
2.1.2 储氢合金的基本特征
2.1.3 储氢合金电极材料的主要特征
2.2 储氢合金负极材料
2.2.1 AB5型混合稀土系统储氢电极合金
2.2.2 AB2型Laves相储氢电极合金
2.2.3 其他新型高容量储氢合金电极材料
2.3 镍正极材料
2.3.1 氢氧化镍电极的充放电机制
2.3.2 氢氧化镍在充放电过程中的晶型转换
2.3.3 球形Ni(OH)2正极材料的基本性质与制备方法
2.3.4 影响高密度球形Ni(OH)2电化学性能的因素
2.3.5 Ni(OH)2正极材料的研究动向
2.4 Ni/MH电池的设计与制造
2.4.1 Ni/MH电池的设计基础
2.4.2 Ni/MH电池的设计步骤
2.4.3 Ni/MH电池的制造
2.5 Ni/MH电池材料的再生利用
2.5.1 Ni/MH电池的生产和回收概况
2.5.2 Ni/MH电池材料的再生利用技术
思考题
参考文献
3 锂离子电池材料
本章内容提要
3.1 概述
3.2 锂离子电池的工作原理
3.2.1 工作原理
3.2.2 特点
3.2.3 结构组成
3.2.4 与电池相关的基本概念
3.3 锂离子电池负极材料
3.3.1 金属锂负极材料
3.3.2 锂合金与合金类氧化物负极材料
3.3.3 石墨与石墨层间化合物
3.3.4 石墨化中间相碳微珠
3.3.5 热解碳负极材料
3.3.6 过渡金属氧化物负极材料
3.3.7 Li4Ti5012负极材料
3.3.8 Si基负极材料
3.3.9 石墨烯基负极材料
3.3.10 硫化物负极材料
3.4 锂离子电池正极材料
3.4.1 正极材料的选择要求
3.4.2 LiCoO2正极材料
3.4.3 LiNiO2正极材料
3.4.4 LiMnO2正极材料
3.4.5 LiMn2O4正极材料
3.4.6 a—V2O5及其锂化衍生物
3.4.7 橄榄石结构LiMPO4正极材料
3.4.8 LiNi1-xCoxO2正极材料
3.4.9 LiNi1/2Mn1/2O2正极材料
3.4.10 LiNixC01-2xMnxO2正极材料
3.4.11 高容量高电压正极材料
3.4.12 石墨烯—LiMPO4M=Fe，V和Mn)复合正极材料
3.5 电解质材料
3.5.1 非水有机液体电解质
3.5.2 聚合物电解质
3.5.3 离子液体电解质
3.6 隔膜材料
3.7 锂离子电池主要应用和发展趋势
思考题
参考文献
4 燃料电池材料
本章内容提要
4.1 概述
4.1.1 燃料电池工作原理
4.1.2 燃料电池的分类
4.1.3 燃料电池的研究现状
4.1.4 前景与挑战
4.2 质子交换膜型燃料电池(PEMFC)
4.2.1 PEMFC简介
4.2.2 电催化剂
4.2.3 气体扩散电极及制备工艺
4.2.4 质子交换膜
4.2.5 双极板材料与流场
4.2.6 电池组技术
4.3 熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)
4.3.1 MCFC简介
4.3.2 MCFC电极材料
4.3.3 电池结构与性能
4.3.4 MCFC需解决的关键技术
4.4 固体氧化物燃料电池(SOFC)
4.4.1 SOFC简介
4.4.2 SOFC关键材料
4.4.3 SOFC结构设计
4.5 碱性燃料电池(AFC)
4.5.1 AFC简介
4.5.2 电催化剂与电极
4.5.3 AFC性能影响因素
4.6 磷酸盐燃料电池(PAFC)
4.6.1 PAFC简介
4.6.2 PAFC结构材料
4.6.3 PAFC性能
思考题
参考文献
5 太阳能电池材料
本章内容提要
5.1 太阳能电池发展概况
5.2 太阳能电池的工作原理
5.2.1 半导体的结构
5.2.2 太阳能电池的工作原理
5.3 太阳能电池的结构与特性
5.3.1 太阳能电池的结构
5.3.2 太阳能电池的特性
5.3.3 太阳能电池的等效电路
5.4 标准硅太阳能电池制备工艺
5.4.1 硅材料的基本性质
5.4.2 碳热还原法制备冶金硅
5.4.3 高纯多晶硅制备
5.4.4 太阳能电池单晶硅与多晶硅的制备
5.4.5 硅太阳能电池片的制备
5.4.6 太阳能电池组件制备
5.5 薄膜太阳能电池
5.5.1 非晶硅太阳能电池
5.5.2 Ⅲ—Ⅴ族化合物太阳能电池
5.5.3 Ⅱ—Ⅵ族化合物太阳能电池
5.5.4 多元系化合物太阳能电池
5.6 其他新型太阳能电池
5.6.1 有机半导体太阳能电池
5.6.2 染料敏化纳米晶太阳能电池
5.6.3 钙钛矿太阳能电池
5.6.4 量子点太阳能电池
思考题
参考文献
6 半导体照明发光材料
本章内容提要
6.1 发光与发光材料
6.1.1 光致发光与电致发光
6.1.2 发光材料的主要性能表征
6.2 LED发光材料
6.2.1 LED的发展概况
6.2.2 LED的结构及工作原理
6.2.3 LED光源特点
6.2.4 照明用LED特性
6.2.5 LED产业链构成
6.3 半导体发光材料
6.3.1 砷化镓(GaAs)
6.3.2 氮化镓(GaN)
6.3.3 磷化镓(GaP)
6.3.4 氧化锌(ZnO)
6.3.5 碳化硅(SiC)
6.4 LED用荧光粉
6.4.1 铈掺杂钇铝石榴石
6.4.2 白光LED发光材料的深入研究与新体系探索
6.4.3 硅酸盐发光材料
6.4.4 氮化物发光材料
6.5 OLED发光材料
6.5.1 有机半导体
6.5.2 OLED的发光原理与结构
6.5.3 OLED照明
思考题
参考文献
7 相变储能材料
本章内容提要
7.1 相变储能的基本原理
7.2 相变材料的分类
7.2.1 固—液相变储能材料
7.2.2 固—固相变储能材料
7.2.3 复合相变储能材料
7.2.4 相变储能材料的筛选原则
7.3 几种相变储能材料
7.3.1 无机水合盐
7.3.2 有机相变材料
7.3.3 金属及合金
7.4 相变储能材料的工程应用
7.4.1 相变储能材料在建筑节能中的应用
7.4.2 相变储能材料在太阳能中的应用
7.4.3 相变储能材料在其他方面的应用
7.5 总结与展望
思考题
参考文献
8 超级电容器材料
本章内容提要
8.1 超级电容器的概述
8.1.1 超级电容器的基本介绍
8.1.2 超级电容器的一般结构
8.1.3 超级电容器的应用
8.1.4 超级电容器使用注意事项
8.2 超级电容器的工作原理
8.2.1 双电层电容存储机理
8.2.2 法拉第准(赝)电容存储机理
8.2.3 超级电容器的特点
8.3 超级电容器电极材料
8.3.1 碳材料
8.3.2 金属化合物
8.3.3 导电聚合物
8.3.4 复合电极材料
8.4 超级电容器电解液
8.4.1 水系电解质
8.4.2 有机电解质体系
8.4.3 离子液体体系电解质
8.4.4 聚合物电解质
8.5 超级电容器的展望
思考题
参考文献
9 非锂金属离子电池材料
本章内容提要
9.1 引言
9.1.1 非锂金属离子电池的工作原理
9.1.2 非锂金属离子电池的种类
9.2 钠离子电池材料
9.2.1 发展概况
9.2.2 钠离子电池的工作原理
9.2.3 钠离子电池负极材料
9.2.4 钠离子电池正极材料
9.2.5 电解质材料
9.2.6 隔膜材料
9.2.7 钠离子电池主要应用和发展趋势
9.3 镁离子电池材料
9.3.1 发展概况
9.3.2 镁离子电池的工作原理及特点
9.3.3 镁离子电池负极材料
9.3.4 镁离子电池正极材料
9.3.5 电解液
9.3.6 镁离子电池的发展趋势
9.4 铝离子电池材料
9.4.1 概述
9.4.2 铝离子电池的研究现状
9.4.3 未来展望
思考题
参考文献