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1 概述 1

本章内容提要 1

1.1 能源 1

1.2 新能源 2

1.3 新能源技术 3

1.4 新能源材料 3

1.5 新能源材料的关键技术 4

思考题 6

参考文献 7

2 金属氢化物镍电池材料 8

本章内容提要 8

2.1 金属氢化物镍电池简介 8

2.1.1 金属氢化物镍电池工作原理 8

2.1.2 储氢合金的基本特征 9

2.1.3 储氢合金电极材料的主要特征 11

2.2 储氢合金负极材料 12

2.2.1 AB5型混合稀土系统储氢电极合金 13

2.2.2 AB2型Laves相储氢电极合金 25

2.2.3 其他新型高容量储氢合金电极材料 28

2.3 镍正极材料 31

2.3.1 氢氧化镍电极的充放电机制 31

2.3.2 氢氧化镍在充放电过程中的晶型转换 32

2.3.3 球形Ni(OH)2正极材料的基本性质与制备方法 32

2.3.4 影响高密度球形Ni(OH)2电化学性能的因素 35

2.3.5 Ni(OH)2正极材料的研究动向 37

2.4 Ni/MH电池材料的再生利用 38

2.4.1 Ni/MH电池的生产和回收概况 39

2.4.2 Ni/MH电池材料的再生利用技术 39

思考题 42

参考文献 42

3 锂离子电池材料 43

本章内容提要 43

3.1 概述 43

3.2 锂离子电池的工作原理 45

3.2.1 工作原理 45

3.2.2 特点 45

3.2.3 结构组成 46

3.2.4 与电池相关的基本概念 47

3.3 锂离子电池负极材料 47

3.3.1 金属锂负极材料 48

3.3.2 锂合金与合金类氧化物负极材料 48

3.3.3 石墨与石墨层间化合物 49

3.3.4 石墨化中间相碳微珠 51

3.3.5 热解碳负极材料 51

3.3.6 过渡金属氧化物负极材料 52

3.3.7 Li4Ti5O12负极材料 53

3.3.8 过渡金属锂氮化物负极材料 53

3.4 锂离子电池正极材料 53

3.4.1 正极材料的选择要求 53

3.4.2 LiCoO2正极材料 54

3.4.3 LiNiO2正极材料 55

3.4.4 LiMnO2正极材料 56

3.4.5 LiMn2O4正极材料 56

3.4.6 α-V2O5及其锂化衍生物 58

3.4.7 橄榄石结构LiMPO4正极材料 59

3.4.8 LiNi1-xCoxO2正极材料 60

3.4.9 LiNi1/2Mn1/2O2正极材料 61

3.410 LiNixCo1-2xMnxO2正极材料 61

3.4.11 高容量高电压正极材料 61

3.5 电解质材料 63

3.5.1 非水有机液体电解质 63

3.5.2 聚合物电解质 68

3.5.3 无机固体电解质 70

3.6 锂离子电池的生产流程 72

3.7 锂离子电池发展趋势 73

思考题 75

参考文献 75

4 燃料电池材料 76

本章内容提要 76

4.1 概述 76

4.1.1 几种燃料电池的研究现状 77

4.1.2 前景与挑战 81

4.2 质子交换膜型燃料电池 82

4.2.1 质子交换膜型燃料电池简介 82

4.2.2 电催化剂 82

4.2.3 多孔气体扩散电极及制备工艺 84

4.2.4 质子交换膜 86

4.2.5 双极板材料与流场 88

4.2.6 电池组技术 89

4.3 熔融碳酸盐燃料电池 93

4.3.1 熔融碳酸盐燃料电池材料 94

4.3.2 电池结构与性能 98

4.3.3 MCFC需解决的关键技术 100

4.4 固体氧化物燃料电池 101

4.4.1 固体氧化物燃料电池简介 101

4.4.2 固体氧化物燃料电池材料 103

4.4.3 电池结构与性能 106

思考题 111

参考文献 111

5 太阳能电池材料 112

本章内容提要 112

5.1 太阳能电池发展概况 112

5.1.1 太阳能电池的种类 113

5.1.2 太阳能电池的特点 115

5.1.3 太阳能发电的方式 115

5.2 太阳能电池原理 116

5.2.1 半导体的结构 116

5.2.2 太阳能电池的工作原理 120

5.3 太阳能电池的结构与特性 120

5.3.1 太阳能电池的结构 120

5.3.2 太阳能电池的特性 122

5.3.3 太阳能电池的等效电路 127

5.4 太阳能发电系统 128

5.4.1 太阳能发电系统的构成 128

5.4.2 太阳能发电系统的分类 129

5.5 太阳能发电系统的应用 131

5.5.1 太阳能路灯 131

5.5.2 太阳能制氢 133

5.5.3 太阳能光电建筑 135

5.5.4 太阳能并网发电 136

5.6 各种太阳能电池 136

5.6.1 硅太阳能电池 136

5.6.2 多元化合物薄膜太阳能电池 146

5.6.3 有机半导体太阳能电池 155

5.6.4 染料敏化纳米晶太阳能电池 157

思考题 160

参考文献 160

6 半导体照明发光材料 161

本章内容提要 161

6.1 半导体照明 161

6.1.1 LED的发展概况 161

6.1.2 LED的结构及工作原理 162

6.1.3 LED光源特点 163

6.1.4 照明用LED特性 163

6.1.5 LED产业链构成 164

6.2 半导体发光材料 164

6.2.1 砷化镓（GaAs） 164

6.2.2 氮化镓（GaN） 165

6.2.3 磷化镓（GaP） 165

6.2.4 氧化锌（ZnO） 165

6.2.5 碳化硅（SiC） 165

6.3 半导体照明发光材料 166

6.3.1 铈掺杂钇铝石榴石 166

6.3.2 白光LED用发光材料的深入研究与新体系探索 173

6.3.3 硅酸盐发光材料 174

6.3.4 氮化物发光材料 186

思考题 200

参考文献 200

7 相变储能材料 202

本章内容提要 202

7.1 相变储能的基本原理 202

7.2 相变材料的分类 202

7.2.1 固-液相变储能材料 203

7.2.2 固-固相变储能材料 204

7.2.3 相变储能材料的筛选原则 205

7.3 几种相变储能材料 206

7.3.1 无机水合盐 206

7.3.2 有机相变材料 210

7.3.3 金属及合金 214

7.4 相变储能材料的工程应用 216

7.4.1 相变储能材料在建筑节能中的应用 216

7.4.2 相变储能材料在太阳能中的应用 221

思考题 223

参考文献 223