《儲能材料與器件》全書共分7章，內容包括緒論、鉛酸蓄電池、鋰離子電池、鋰金屬電池及鋰金屬負極保護、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、新能源科學與工程、儲能科學與工程專業(yè)及相近專業(yè)本科教學，也可作為材料及化學等相關專業(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化學儲能2
1.1.3氫能存儲3
1.2化學儲能電池的發(fā)展歷史和未來趨勢4
1.3化學電源的分類及應用領域7
1.3.1化學電源的分類7
1.3.2化學電源的應用7
1.4化學電源相關的基本概念7
1.4.1電池內阻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12
1.5.3電池內阻、內壓的測定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內阻偏大16
1.6.5電池爆炸16
1.7電池的成本16
習題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19
2.2.2鉛酸蓄電池正極19
2.2.3鉛酸蓄電池負極20
2.2.4鉛酸蓄電池電解液21
2.3鉛酸蓄電池失效機制與解決方法21
2.3.1正極失效機制21
2.3.2負極失效機制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層狀結構錳酸鋰正極材料35
3.3.6三元復合正極材料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鋰離子電池負極材料41
3.4.1理想的鋰離子電池負極材料特點41
3.4.2負極材料的分類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鈦酸鋰負極材料47
3.4.7硅基合金負極材料49
3.4.8金屬氧化物負極材料50
3.5電解質51
3.5.1電解質的作用與分類51
3.5.2非水液態(tài)電解質52
3.5.3凝膠態(tài)聚合物電解質53
3.5.4全固態(tài)聚合物電解質54
3.5.5無機固態(tài)電解質56
3.6鋰離子電池展望58
習題59
第4章鋰金屬電池及鋰金屬負極保護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鋰金屬作為負極的優(yōu)點及缺點64
4.4鋰金屬電池的應用難點64
4.5鋰金屬負極保護的途徑65
4.5.1電解液改進65
4.5.2選用固體電解質75
4.5.3鋰金屬界面改性78
4.5.4隔膜改性79
4.5.5負極微觀結構設計80
4.6鋰金屬電池存在的問題與解決方法83
習題84
第5章液流電池85
5.1液流電池概述85
5.2液流電池的基本構造86
5.3無機電化學反應對液流電池86
5.3.1無機電化學反應對雙液流電池86
5.3.2無機電化學反應對沉積型單液流電池88
5.4無機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-空氣電池的結構與反應機理102
6.3.2鋅-空氣電池的研究進展與展望103
6.4鋁-空氣電池105
6.4.1鋁-空氣電池的結構與反應機理105
6.4.2鋁-空氣電池的研究進展與展望106
6.5其他金屬-空氣電池106
6.6小結106
習題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超級電容器的結構與類型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碳氣凝膠113
7.2.4碳納米管114
7.2.5石墨烯114
7.2.6碳基復合材料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119
7.4.1水溶液介質119
7.4.2非水溶液介質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超級電容器的應用與展望129
習題130
參考文獻131
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