第1章 绪论 2
1.1 新能源与新能源材料 2
1.2 新能源材料学科的任务及面临的课题 2
1.3 新能源材料的主要应用现状与进展 3
参考文献 6
第2章 锂离子电池材料 7
2.1 锂离子电池概述 7
2.1.1 锂离子电池工作原理 8
2.1.2 锂离子电池的组成 9
2.1.3 锂离子电池的优缺点 10
2.1.4 锂离子电池的设计及组装 10
2.1.5 锂离子电池对正、负极材料的要求 15
2.2 正极材料 16
2.2.1 正极材料概述 16
2.2.2 层状结构正极材料LiCoO2 17
2.2.3 LiNiO2正极材料 18
2.2.4 LiMn2O4正极材料 19
2.2.5 LiFePO4动力电池正极材料 22
2.2.6 钒系正极材料 25
2.2.7 层状镍钴锰酸锂正极材料 26
2.2.8 其他类型的正极材料 28
2.3 负极材料 28
2.3.1 碳及MCMB系负极材料 29
2.3.2 钛酸锂负极材料 30
2.3.3 氧化物负极材料 32
2.3.4 新型合金负极材料 33
2.3.5 其他类型的负极材料 33
2.4 隔膜材料 33
2.4.1 减少内部短路的技术路线 34
2.4.2 隔膜热关闭性能 34
2.4.3 隔膜的制备 34
2.4.4 制备隔膜的材料 35
2.5 电解质材料 36
2.5.1 有机电解质材料 36
2.5.2 聚合物电解质材料 39
2.5.3 无机固体电解质材料 40
参考文献 40
第3章 太阳能电池材料 43
3.1 太阳能电池概述 43
3.1.1 太阳能电池发展概况 43
3.1.2 太阳能电池的分类 44
3.1.3 太阳能发电的优缺点 45
3.1.4 全球光伏产业发展现状 46
3.2 太阳能电池的工作原理 49
3.2.1 半导体简介 49
3.2.2 光伏效应 51
3.2.3 太阳能电池工作原理 51
3.3 太阳能电池的特性参数 52
3.3.1 标准测试条件 52
3.3.2 太阳能电池的表征参数及等效电路 52
3.4 几种典型太阳能电池及其材料 54
3.4.1 晶体硅材料及晶体硅太阳能电池 54
3.4.2 非晶硅太阳能电池 59
3.4.3 铜铟镓硒太阳能电池 61
3.4.4 染料敏化太阳能电池 64
3.4.5 有机太阳能电池 67
3.5 太阳能电池应用 73
3.5.1 光伏发电系统 73
3.5.2 光伏建筑一体化 75
3.5.3 太阳能路灯 78
3.5.4 我国光伏发电应用实例 79
参考文献 82
第4章 燃料电池材料 83
4.1 燃料电池概述 83
4.1.1 燃料电池工作原理 83
4.1.2 燃料电池的分类 88
4.1.3 燃料电池的系统组成 90
4.1.4 燃料电池技术的发展与应用 92
4.2 质子交换膜型燃料电池材料 93
4.2.1 电催化剂 94
4.2.2 多孔气体扩散电极及其制备方法 95
4.2.3 质子交换膜 96
4.2.4 双极板材料与流场 98
4.3 熔融碳酸盐燃料电池材料 99
4.3.1 电极材料 99
4.3.2 电解质 100
4.3.3 电池隔膜 100
4.3.4 熔融碳酸盐燃料电池需要解决的关键技术问题 101
4.4 固体氧化物燃料电池材料 102
4.4.1 固体氧化物电解质 103
4.4.2 电极材料 105
4.4.3 固体氧化物燃料电池需要解决的关键技术问题 107
4.5 直接甲醇燃料电池材料基础与应用 107
4.6 其他类型的燃料电池材料 110
4.6.1 碱性燃料电池 110
4.6.2 磷酸燃料电池 111
4.6.3 直接碳燃料电池 112
参考文献 112
第5章 生物质能材料 113
5.1 生物质能概述 113
5.1.1 生物质能的特点 113
5.1.2 生物质能的分类 114
5.1.3 生物质能利用的主要技术 114
5.1.4 生物质能开发利用的现状和前景 116
5.2 生物质能转化技术 118
5.2.1 物理转化技术 118
5.2.2 化学转化技术 118
5.2.3 生物转化技术 120
5.2.4 生物柴油 120
5.2.5 生物质制氢 124
5.2.6 生物燃料乙醇 129
5.2.7 航空生物燃料 135
5.3 生物质能发电技术 138
5.3.1 生物质直接燃烧发电 139
5.3.2 生物质气化发电 140
5.3.3 沼气发电 142
5.3.4 生物质燃料电池 145
参考文献 147
第6章 核能材料概述 148
6.1 核能概述 148
6.1.1 核能的特点 149
6.1.2 核能的分类 150
6.1.3 核能利用的现状与前景 150
6.2 裂变反应堆材料 151
6.2.1 裂变原理和裂变反应堆 151
6.2.2 裂变堆材料分类与特征 153
6.3 聚变反应堆材料 155
6.3.1 聚变原理与托卡马克装置 155
6.3.2 聚变堆主要材料与特征 156
6.4 核能材料的辐照效应 157
6.4.1 辐照缺陷的产生过程 157
6.4.2 核能材料中辐照损伤现象 158
6.4.3 辐照对聚变结构材料力学性能的影响 159
参考文献 159
第7章 其他新能源材料 161
7.1 风能及其材料 161
7.1.1 风能概述 161
7.1.2 风力发电技术 163
7.1.3 风能的其他用途 165
7.2 地热能及其材料 166
7.2.1 地热能概述 166
7.2.2 地热能的利用 167
7.2.3 我国地热资源分布及应用情况 168
7.3 海洋能及其材料 169
7.3.1 海洋能简介 169
7.3.2 海洋能的应用 170
参考文献 172