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第1章 绪论1

绿色电源的种类、发展及其意义1

绿色电源的发展1

发展绿色电源的意义5

电源中有关术语的说明10

锂离子电池10

锂离子电池的构成和原理10

锂离子电池的种类及其特点11

锂离子电池的生产过程12

Ni-MH电池12

Ni-MH电池的发展过程12

Ni-MH电池的构成和原理13

Ni-MH电池的特点13

燃料电池13

燃料电池的种类14

燃料电池的优点17

金属空气电池17

太阳能电池18

太阳能电池的工作原理与结构19

太阳能电池的特点19

太阳能电池的分类20

超级电容器21

参考文献22

第2章 锂离子电池正极材料23

锂离子电池正极材料的要求及其种类23

氧化钴锂正极材料23

氧化钴锂的物理性能23

氧化钴锂的制备方法24

氧化钴锂的热稳定性24

氧化钴锂的电化学性能25

氧化钴锂的改性26

氧化镍锂正极材料30

氧化镍锂的物理化学性能30

氧化镍锂正极材料的制备31

氧化镍锂的电化学性能32

氧化镍锂的改性32

氧化锰锂正极材料35

氧化锰锂的种类35

层状结构氧化锰锂35

尖晶石结构氧化锰锂37

三元复合正极材料44

LiNi1／3 Co1／3 Mn1／3 O2的结构44

LiNi1／3 Co1／3 Mn1／3 O2的电化学反应特征44

合成方法对电化学性能的影响45

LiNi1／3 Co1／3 Mn1／3 O2的掺杂改性46

LiNi1／3 Co1／3 Mn1／3 O2的同系物47

钒的氧化物47

α-V2 O5及其锂化衍生物47

Li1+x V3O850

5V正极材料51

多原子阴离子正极材料52

橄榄石结构LiFePO452

层状结构VOPO454

NASICON的多原子阴离子正极材料54

其他多原子阴离子正极材料55

参考文献55

第3章 锂离子电池负极材料57

锂离子电池负极材料的发展及其种类57

碳材料57

碳材料的晶体结构57

碳材料的表面结构58

石墨化碳材料59

石墨化碳材料的种类59

锂在石墨化碳材料中的插入行为59

石墨化中间相碳微珠59

天然石墨62

石墨化碳纤维68

无定形碳材料69

小分子裂解碳69

聚合物裂解碳70

无定形碳材料的改性70

其他无定形碳材料71

锂在无定形碳材料中的贮存机理73

碳纳米管73

锂离子电池非碳基负极材料75

氮化物75

硅基负极材料77

锡基负极材料79

其他非碳基负极材料84

参考文献88

第4章 锂离子电池非水液体电解质91

锂离子电池对液体电解质的要求91

非水液体电解质电导的影响因素92

一些有机溶剂的物理性能93

电解质锂盐94

电解液的离子导电性能97

影响锂离子电池性能的几个因素100

电化学窗口100

电解液与电极的反应100

常用电解液体系对电极材料性能的影响101

丙烯碳酸酯电解液体系102

乙烯碳酸酯电解液体系103

功能性有机电解液添加剂103

防止过充电添加剂103

阻燃性电解液105

改善SEI膜106

减少酸含量107

增加电导率107

改善低温性能108

参考文献108

第5章 锂离子电池聚合物电解质110

聚合物电解质的发展及分类110

聚合物电解质的相结构110

聚合物电解质的离子导电模型111

聚氧化乙烯112

全固态聚氧化乙烯电解质112

聚氧化乙烯基凝胶电解质118

聚丙烯腈系聚合物电解质119

聚甲基丙烯酸酯121

含氟聚合物电解质123

参考文献126

第6章 锂离子电池无机固体电解质128

无机固体电解质128

无机电解质的导电理论128

晶体电解质130

玻璃态电解质130

氧化物玻璃态电解质130

硫化物玻璃态电解质131

玻璃陶瓷固体电解质133

熔融盐电解质134

参考文献135

第7章 Ni-MH电池正极材料136

Ni-MH电池正极材料的种类136

Ni（OH）2在充放电过程中发生的反应136

α-Ni（OH）2137

α-Ni（OH）2的结构137

α-Ni（OH）2的电化学性能137

α-Ni（OH）2的充电产物γ-NiOOH的性能137

α-Ni（OH）2的改性138

β-Ni（OH）2139

β-Ni（OH）2的结构139

β-Ni（OH）2的电化学性能140

β-Ni（OH）2的充电产物β-NiOOH的性能140

β-Ni（OH）2的改性140

其他正极材料145

正极的制备工艺145

烧结式氧化镍制造工艺145

发泡镍填充Ni（OH）2工艺146

纤维镍填充Ni（OH）2工艺147

参考文献148

第8章 贮氢负极材料151

AB5型贮氢合金152

表面层的作用152

LaNi5系贮氢合金153

M1Ni5系贮氢合金153

MmNi5系贮氢合金153

MmB系贮氢合金154

AB2型贮氢合金159

AB2型合金的制备和物理性能159

AB2型合金的电化学性能160

AB2型合金的改性160

镁基贮氢合金162

Mg2Ni及其改性162

MgNi2及其改性163

镁基复合贮氢材料164

钛基贮氢合金167

贮氢碳材料168

单壁碳纳米管168

多壁碳纳米管170

石墨纳米纤维贮氢171

其他贮氢材料172

贮氢负极的成型工艺174

塑料黏结压膜工艺174

发泡镍填充工艺174

黏结拉浆工艺175

参考文献175

第9章 Ni-MH电池的电解质180

液体电解质的导电行为180

液体电解质对Ni-MH电池性能的影响180

液体电解质的改性181

凝胶电解质182

凝胶电解质对聚合物的要求及其优点182

凝胶电解质的种类182

聚氧化乙烯基凝胶电解质182

聚乙烯醇基凝胶电解质184

聚丙烯酸基凝胶电解质186

其他类型的电解质187

凝胶电解质对Ni-MH电池性能的影响188

参考文献188

第10章 质子交换膜燃料电池190

质子交换膜燃料电池的发展及其原理190

质子交换膜燃料电池的发展190

质子交换膜燃料电池的原理191

燃料电池用质子交换膜191

燃料电池用质子交换膜的性能要求191

质子交换膜的分类192

全氟磺酸膜192

部分氟化PEM196

非氟化PEM198

酸碱高分子膜201

复合膜202

无机固体酸质子交换膜204

阴极（氧电极）氧催化剂204

Pt催化剂及其改性205

非贵金属催化剂206

氧电极结构207

阳极（氧化）催化剂208

阳极催化原理208

H2／CO体系含Pt氧化催化剂208

其他催化剂210

阳极膜电极的制作方法210

参考文献211

第11章 直接醇类燃料电池215

直接醇类燃料电池发展史及其原理215

阳极材料217

Pt基阳极催化剂217

其他催化剂223

阴极材料223

聚合物膜材料225

聚合物膜材料及其存在的问题225

聚合物膜材料的改进225

离子交联聚合物膜226

参考文献226

第12章 熔融碳酸盐燃料电池228

熔融碳酸盐燃料电池228

熔融碳酸盐燃料电池的原理和结构229

H2型熔融碳酸盐燃料电池230

重整型熔融碳酸盐燃料电池230

阳极230

Ni基催化剂的结构及其作用原理231

Ni基催化剂的改进231

阴极232

阴极催化剂的种类232

NiO阴极催化剂232

含锂复合氧化物阴极催化剂233

其他氧化物阴极催化剂233

隔膜234

熔融碳酸盐燃料电池对隔膜的要求234

LiA1O2235

电解质236

电解质的流失236

电解质的改进237

导电双极板238

参考文献238

第13章 固体氧化物燃料电池240

固体氧化物燃料电池的原理及其特点240

固体氧化物燃料电池的发展241

固体氧化物燃料电池的结构241

管式固体氧化物燃料电池241

平板式固体氧化物燃料电池242

瓦楞式固体氧化物燃料电池242

固体氧化物燃料电池的阴极材料243

固体氧化物燃料电池的阳极材料245

固体氧化物燃料电池的固体电解质249

ZrO2基电解质249

CeO2基电解质251

LaGaO3基固体电解质252

参考文献253

第14章 其他类型的燃料电池256

碱性燃料电池256

碱性燃料电池的基本原理256

碱性燃料电池的发展257

碱性燃料电池的阳极催化剂258

碱性燃料电池的阴极催化剂259

磷酸燃料电池259

磷酸燃料电池的反应原理260

磷酸燃料电池阳极催化剂260

磷酸燃料电池阴极催化剂260

磷酸燃料电池电极的制备261

再生氢氧燃料电池262

再生氢氧燃料电池的工作原理及其优点262

分开式再生氢氧燃料电池263

综合式再生氢氧燃料电池263

可逆式再生氢氧燃料电池263

生物燃料电池264

参考文献265

第15章 金属空气电池268

空气电极268

电极组成及成分的影响269

外界环境的影响270

空气电极催化剂270

铂及其合金270

银271

金属螯合物271

锰氧化物271

钙钛矿型氧化物272

锌空气电池272

概述272

锌空气电池工作原理273

锌空气电池的结构和制造273

锌空气电池的性能274

影响锌空气电池使用寿命的因素275

铝空气电池275

概述275

铝空气电池的原理275

铝空气电池的特点276

铝负极的钝化与腐蚀情况276

铝负极的活化与防腐方法278

铁空气电池279

铁空气电池的原理280

铁空气电池的特点280

铁电极存在的问题280

添加剂的研究281

镁空气电池283

镁空气电池的工作原理283

镁阳极的研究283

电解质与添加剂284

锂空气电池284

参考文献285

第16章 硅基太阳能电池287

硅基太阳能电池的分类与发展287

单晶硅太阳能电池288

单晶硅太阳能电池的结构及光电原理288

单晶硅的制备288

单晶硅太阳能电池的其他辅助工艺290

单晶硅太阳能电池的改进294

多晶硅太阳能电池295

多晶硅的制备296

多晶硅片太阳能电池的制造296

多晶硅薄膜及太阳能电池的制备297

多晶硅及其太阳能电池的性能302

无定形硅太阳能电池302

无定形硅的制备303

无定形硅太阳能电池的性能305

无定形硅太阳能电池的改性305

电化窗口的改性306

无定形硅太阳能电池的一些工艺改进306

异质结太阳能电池307

参考文献307

第17章 染料敏化太阳能电池310

染料敏化太阳能电池的结构、原理与优点310

染料敏化太阳能电池的结构310

染料敏化太阳能电池的原理310

染料敏化太阳能电池的优点312

染料敏化剂312

无机敏化剂313

吡啶钌类染料敏化剂313

酞菁类染料敏化剂315

纯有机染料敏化剂315

其他染料敏化剂316

染料敏化剂的研发方向317

染料敏化太阳能电池的工作电极317

纳米晶二氧化钛薄膜的性质与制备317

纳米晶二氧化钛薄膜的改性318

其他材料电极319

电解质319

液体电解质320

凝胶电解质320

固体电解质322

对电极322

导电玻璃323

参考文献323

第18章 其他类型的太阳能电池326

GaAs太阳能电池326

GaAs太阳能电池的主要特点326

GaAs太阳能电池的制备方法327

GaAs太阳能电池的种类328

GaAs太阳能电池的应用330

GaAs多结聚光太阳能电池330

GaAs多结电池的发展方向330

CdTe／CdS太阳能电池331

CdTe／CdS太阳能电池制备技术331

CdTe／CdS太阳能电池的热处理333

CuInSe2（CIS）和CuIn1-xGa Se2 （CIGS）太阳能电池334

CuInSe2太阳能电池的制备方法335

Na、O元素的作用338

CIGS薄膜的研究现状及展望339

有机太阳能电池339

有机太阳能电池的优缺点339

有机太阳能电池的种类340

有机太阳能的趋势及发展342

参考文献343

第19章 超级电容器346

超级电容器的电极材料346

碳材料系列346

活性炭粉末347

活性碳纤维349

碳气凝胶351

碳纳米管352

金属氧化物材料356

贵金属氧化物356

过渡金属氧化物357

导电聚合物367

复合材料369

其他材料372

Li4Ti5O12372

LiMn2O4373

LiCoO2373

氮化钼373

参考文献373