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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）3 28

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pH 29

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