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| 編輯推薦： |
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本书结合国内外新能源领域的发展现状，对各种新型电化学电池的基本结构、工作原理、基本性能参数与分析表征技术等进行了梳理、归纳、总结，使读者对化学电源有系统、全面的了解。
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| 內容簡介： |
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本书在阐述化学电源理论基础和基本概念的基础上，系统地讲述了近年来各种新型电化学电池基本原理，关键材料、主要性能、应用前景等，包括锂离子电池、钠离子电池、金属锂电池、锂硫电池、锌离子电池、全固态电池、其他新型电池等。本书既可作为高等院校新能源材料与器件相关专业的本科生和研究生教材，也可以作为从事电化学电池和新能源等方面工程技术人员的参考书。
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| 關於作者： |
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徐飞，西北工业大学材料学院教授，博士生导师，国家基金委优秀青年科学基金获得者，德国洪堡学者。现担任陕西省纳米科技学会常务理事以及《Carbon Energy》青年编委等，入选陕西高校青年杰出人才计划、陕西省高校科协青年人才托举计划等。近年来主要围绕功能高分子与碳基多孔材料的设计及在电化学储能领域的应用方向开展研究，成果在材料领域知名期刊发表第一/通讯作者SCI论文50余篇，授权中国发明专利10余件。
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| 目錄：
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目录
前言
第1章化学电源概述1
11化学电源的发展简史1
12电池的分类与基本组成2
13电池的基本性能参数3
14控制电流暂态技术7
141控制电流暂态过程概述7
142控制电流阶跃技术的应用8
15线性电势扫描技术9
151线性电势扫描技术简述9
152线性扫描伏安法11
153循环伏安法14
154线性电势扫描技术的应用15
16交流阻抗技术16
161交流阻抗技术概述16
162等效电路与等效元件17
163交流阻抗技术的测量方法与数据
处理18
164交流阻抗技术的应用19
参考文献19
第2章锂离子电池20
21概述20
22锂离子电池的工作原理、特点与
分类20
221锂离子电池的工作原理20
222锂离子电池的主要特点22
223锂离子电池的分类22
23锂离子电池正极材料23
231橄榄石结构正极材料24
232层状结构正极材料25
233尖晶石结构正极材料26
234正极材料制备方法27
24锂离子电池负极材料29
241嵌入型负极材料30
242合金型负极材料31
243转换型负极材料34
244负极材料制备方法34
25锂离子电池隔膜材料35
26锂离子电池电解质36
261液态电解质37
262聚合物电解质40
27锂离子电池的应用42
参考文献43
第3章锂金属电池46
31概述46
32金属锂负极47
321锂枝晶的形成48
322高化学反应活性48
323高体积形变49
33固态电解质界面膜的形成与离子输运
机制50
34金属锂的沉积与脱出模型53
341形核模型54
342脱出模型56
35锂负极结构设计56
351金属基集流体设计56
352碳基电极材料58
353金属碳复合电极材料59
36锂金属电池电解液60
37锂金属电池实用化情况61
参考文献61
第4章锂硫电池63
41概述63
411锂硫电池发展历史63
412锂硫电池工作原理与特点63
42锂硫电池正极材料65
421碳/硫复合材料65
422硫/金属化合物复合材料71
423硫/单原子载体复合材料73
424有机共价硫材料75
425硫化锂正极材料76
426硫正极材料的评测方法76
43锂硫电池隔膜78
44电解液79
45锂硫电池实用化进展81
参考文献81
第5章全固态电池83
51概述83
52无机固态电解质85
521氧化物固态电解质85
522硫化物固态电解质87
523卤化物固态电解质89
524离子导体玻璃92
53聚合物固态电解质94
531典型的聚合物电解质94
532盐类的选择96
533制备方法97
54复合固态电解质98
541“聚合物中的陶瓷”结构98
542“陶瓷中的聚合物”结构99
543陶瓷/聚合物界面调控99
544制备方法100
55全固态电池的界面挑战101
551固态电解质/正极界面101
552固态电解质/负极界面102
56全固态电池的发展方向104
参考文献105
第6章钠离子电池107
61概述107
62钠离子电池的工作原理与特点108
63钠离子电池正极材料110
631过渡金属氧化物110
632聚阴离子化合物114
633普鲁士蓝及其类似物120
634有机化合物123
64钠离子电池负极材料124
641碳基负极材料124
642合金型负极材料128
643转化型负极材料129
65钠离子电池电解质131
651液态电解质131
652固态电解质133
66钠离子电池的产业化现状136
参考文献139
第7章锌离子电池140
71概述140
72锌离子电池的工作原理与特点140
73锌金属负极141
731锌金属负极的反应141
732锌金属负极存在的问题142
733锌金属负极保护策略143
74电解液146
741水系电解液的基本性质146
742水系电解液的组成及特点147
743电解液中各成分的相互作用148
744电解液与电极的界面150
75正极材料151
751锰基氧化物正极材料151
752钒基正极材料153
753普鲁士蓝正极材料155
754过渡金属硫化物正极材料155
755有机化合物正极材料157
756正极材料的优化策略157
76隔膜158
参考文献159
第8章其他新型电池160
81钾离子电池160
811概述160
812正极材料161
813负极材料164
814电解液166
815发展前景167
82镁离子电池168
821概述168
822正极材料169
823负极材料172
824电解液173
825发展前景175
83钙离子电池175
831概述175
832正极材料176
833负极材料和电解液178
834发展前景180
84铝离子电池181
841概述181
842正极材料181
843电解液182
844负极材料182
845发展前景183
参考文献183
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| 內容試閱：
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在碳达峰、碳中和的全球大背景下，新能源电池产业迎来了前所未有的发展机遇，这对推动能源结构转型与调整，助力实现“双碳”目标具有重要的意义。早在19世纪初期人们就开始探索将电能转化为化学能等形式进行储存的方法。20世纪初期，以铅酸蓄电池为代表的电化学储能技术开始普及与应用。经历了100多年的发展，电化学电池已经形成了一个庞大的家族，特别是随着科技的进步和新材料的应用，各种新型电化学电池储能技术得以不断创新和完善。
其中最具代表性的是锂离子电池，自1991年被索尼公司产业化以来，锂离子电池成了目前应用最为成功的技术典范，在30余年的发展中，锂离子电池的能量密度、循环寿命等不断提升，成本持续下降，成为当前主流的储能技术，广泛应用于电动交通工具、3C电子产品、储能电站等社会领域。然而，随着全球能源危机和环境问题越来越严重，以及新型电子产品和新能源汽车的普及，对储能电池的性能、成本与资源等方面提出了更高的要求。除锂离子电池外，其他新型电池体系不断涌现或重新得到重视。例如，20世纪70年代几乎与锂离子同时被研究的钠离子电池，最近10年来重新获得关注，其工作原理与锂离子电池相似，但不存在资源约束问题，同时具备安全性、高低温性能，以及大倍率充放电性能等，正在朝着实用化的进程迈进。起源于20世纪70年代的锂金属电池，采用金属锂为负极，具有极高的能量密度，但受制于锂金属负极枝晶生长、不稳定界面与安全性问题退出了历史舞台。但近10年来高比能锂金属电池的研究迎来复兴，在解决金属锂负极枝晶与界面问题方面已取得长足发展。基于高容量的硫正极构建的锂硫电池体系，在20世纪60年代仅作为一次电池得到市场的认可。近年来随着材料科学的不断发展，通过向锂硫体系中引入新型材料解决正极硫导电性差、多硫化物的穿梭效应，以及金属锂负极等问题，锂硫二次电池受到研究者的青睐，近十年来也成为新型储能电池技术的热点。除基于有机电解液体系的电池外，开发更加安全、更加环保的电池技术也成为研究热点之一。水性锌离子电池应运而生，其最大特点就是使用了水作为电解质；另外，廉价且丰富的锌资源也大大降低了电池的使用成本，因此备受瞩目，有望开启一个更加绿色、安全、高效的能源新时代。同时，采用固体电解质构建的固态电池，近年来也引起了研究者的广泛关注，具有安全性好、能量密度高、循环性能强、适用温度范围大等优点。此外，其他一些新型的储能电池体系如钾离子电池、镁离子电池、钙离子电池、铝离子电池等也开始崭露头角，成为未来潜在的储能技术。
综上，当前锂离子电池占据绝对主导地位，但各种新储能技术不断涌现，呈现多样化发展趋势，未来发展潜力巨大。本书作者团队在新型电化学电池与关键材料设计等领域深入研究10余年，具有较为系统性的认识。目前虽然各类有关电化学电池的专著不断出版，但依然缺少专门针对近年来迅猛发展的新型电化学电池相关专业人员学习的教材，本书的编写就是为了更好地满足这些人员对新型电化学电池知识的迫切需要。本书以8章内容系统性地讲述了各类新型电化学电池与关键材料，包括化学电池的基本原理和概念，电化学测试技术，新型电化学电池的工作原理、结构与材料制备和调控，具体包括锂离子电池、锂金属电池、锂硫电池、全固态电池、钠离子电池、锌离子电池，以及其他新型电池。
本书编写分工如下：第1、6章由王建淦教授编写；第2、3章由徐飞教授编写；第4章由徐飞教授、贺亦柏副教授编写；第5章由徐飞教授、王维佳副教授、王洪强教授编写；第7章由王维佳副教授编写；第8章由郭瑞生副教授编写。在本书的撰写过程中，编者的研究生们做了大量的文献搜集、图表绘制、数据整理和校对等工作，他们是张馨壬、杨佳迎、刘登科、刘奥、苏延霞、熊豪、侯志栋、姜明炜、任凌波、宋丽鑫。在此，对他们的辛勤工作表示诚挚的感谢！
新型电化学电池涉及的科学概念和理论知识非常广泛，同时又处于蓬勃发展之中，各种新储能理论体系、新材料、新方法、新技术不断涌现，受编者水平所限，书中欠妥和疏漏之处在所难免，恳请广大读者不吝批评指正。
编者
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