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第1章 新型化学与物理电源的发展趋势1

1.1超级电容电池2

1.2水系锂离子电池3

1.3锂硫电池4

1.4固体锂电池5

1.5金属空气电池6

1.6液流电池6

1.7燃料电池新技术7

1.8石墨烯电池8

1.9铜铟镓硒薄膜太阳能电池9

参考文献10

第2章 超级电容电池11

2.1超级电容电池概述11

2.2理论基础12

2.2.1锂离子脱嵌储能12

2.2.2双电层电容储能12

2.2.3兼具锂离子脱嵌和双电层电容的储能原理13

2.2.4超级电容电池的分类13

2.3正极材料14

2.3.1活性炭14

2.3.2石墨烯15

2.3.3脱嵌锂正极材料15

2.4负极材料16

2.4.1中间相炭微球16

2.4.2三维孔炭材料17

2.4.3 Li4 Ti5 O1 2材料17

2.5电解液18

2.6总结与展望18

参考文献19

第3章 水系锂离子电池22

3.1水系锂离子电池概述22

3.2水溶液可充锂电池的理论基础23

3.3正极材料24

3.3.1层状锂钴氧化物24

3.3.2尖晶石型锂锰氧化物24

3.3.3橄榄石型磷酸铁锂25

3.4负极材料26

3.4.1钒酸锂26

3.4.2 LiV3O8的掺杂改性27

3.4.3聚阴离子型化合物LiTi2 （PO4）328

3.5电解液28

3.5.1电解液的浓度28

3.5.2电解液中溶解氧的影响29

3.5.3电解液的pH29

3.5.4电解液的添加剂30

3.6总结与展望30

参考文献31

第4章 锂硫电池33

4.1锂硫电池概述33

4.1.1锂硫电池的基本原理33

4.1.2锂硫电池的优缺点34

4.2正极36

4.2.1硫／碳复合36

4.2.2硫／聚合物复合38

4.2.3硫／纳米金属氧化物复合材料40

4.2.4硫／金属复合40

4.2.5多重复合及掺杂41

4.3负极43

4.3.1金属锂43

4.3.2其他负极材料45

4.4隔膜45

4.4.1高分子聚合物隔膜46

4.4.2无机物隔膜46

4.4.3复合隔膜47

4.5电解液47

4.5.1有机电解液47

4.5.2聚合物电解质48

4.5.3无机固体电解质48

4.6总结与展望49

参考文献50

第5章 固体锂电池59

5.1固体锂电池概述59

5.1.1锂电池研究历史60

5.1.2锂电池工作原理60

5.1.3固体锂电池研究情况61

5.2负极材料63

5.2.1金属及复合材料63

5.2.2氮化物64

5.2.3氧化物64

5.3正极材料65

5.3.1锂金属氧化物65

5.3.2金属硫化物66

5.3.3钒氧化物66

5.3.4正极材料的表面包覆67

5.4固体电解质材料68

5.4.1无机固体电解质68

5.4.2固体聚合物电解质76

5.4.3固体电解质材料比较81

5.5总结与展望81

参考文献84

第6章 金属空气电池89

6.1金属空气电池概论89

6.2锂空气电池91

6.2.1锂空气电池概况91

6.2.2锂空气电池反应机理91

6.2.3锂负极92

6.2.4锂空气电池电解质93

6.3铝空气电池94

6.3.1铝空气电池的概况和工作原理94

6.3.2铝阳极的研究进展95

6.4锌空气电池99

6.4.1锌空气电池概述及工作原理99

6.4.2锌空气电池负极材料的研究100

6.4.3锌电极添加剂102

6.5镁空气电池104

6.5.1镁空气电池的结构104

6.5.2镁阳极的研究进展104

6.6空气电极109

6.7总结与展望110

参考文献110

第7章 液流电池116

7.1全钒液流电池117

7.1.1全钒液流电池概述117

7.1.2全钒液流电池特点118

7.1.3全钒液流电池的新进展118

7.2锂离子液流电池125

7.2.1锂离子液流电池非专利进展126

7.2.2锂离子液流电池专利进展129

7.3锌溴液流电池130

7.4锌铈液流电池133

7.4.1正极半电池反应的研究133

7.4.2负极半电池反应研究133

7.4.3隔膜134

7.5锌镍液流电池134

7.6铅液流电池135

7.7铁铬液流电池136

7.8多硫化钠／溴液流电池136

7.9总结与展望137

参考文献138

第8章 燃料电池新技术144

8.1燃料电池概述144

8.1.1原理145

8.1.2分类145

8.1.3应用146

8.2膜电极146

8.2.1概述146

8.2.2自增湿147

8.2.3有序化153

8.3电催化剂160

8.3.1概述160

8.3.2低铂核壳结构催化剂161

8.3.3非铂催化剂170

8.4总结与展望172

参考文献173

第9章 石墨烯电池183

9.1石墨烯概述183

9.1.1石墨烯的组成、结构183

9.1.2石墨烯的性质184

9.2石墨烯的制备方法184

9.2.1化学气相沉积法184

9.2.2氧化还原法185

9.2.3 SiC外延生长法186

9.2.4气相／液相剥离法186

9.2.5机械剥离法187

9.2.6有机转化法187

9.2.7电化学剥离法187

9.2.8光束照射法188

9.2.9切碳纳米管法188

9.2.10溶剂插层法189

9.2.11其他方法189

9.3石墨烯在锂离子电池中的应用191

9.3.1石墨烯在正极材料中的应用192

9.3.2石墨烯在负极材料中的应用199

9.3.3石墨烯在导电剂中的应用211

9.3.4石墨烯在集流体中的应用214

9.4总结与展望217

参考文献218

第10章 铜铟镓硒薄膜太阳能电池227

10.1铜铟镓硒薄膜太阳能电池概述227

10.1.1太阳辐射227

10.1.2太阳能电池基本原理227

10.1.3太阳能电池的分类229

10.1.4 CIGS太阳能电池的发展历史230

10.2衬底231

10.2.1刚性衬底232

10.2.2柔性衬底232

10.3阻挡层234

10.3.1阻挡层材料234

10.3.2制备方法235

10.4背电极235

10.4.1背电极材料235

10.4.2制备方法236

10.5吸收层236

10.5.1吸收层制备方法236

10.5.2吸收层结构241

10.6缓冲层242

10.6.1缓冲层材料242

10.6.2制备方法242

10.7窗口层243

10.7.1窗口层材料243

10.7.2窗口层结构243

10.8总结与展望244

参考文献246