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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 V3O8 50

5V正极材料 51

多原子阴离子正极材料 52

橄榄石结构LiFePO4 52

层状结构VOPO4 54

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）2 137

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）2 139

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PEM 196

非氟化PEM 198

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

LiA1O2 235

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

Li4Ti5O12 372

LiMn2O4 373

LiCoO2 373

氮化钼 373

参考文献 373