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內(nèi)容簡介

　　本書針對(duì)鈉離子電池關(guān)鍵材料的基礎(chǔ)研究與高性能鈉離子電池的制備技術(shù)進(jìn)行了全方位的探索。書中從各種材料的機(jī)理研究、改性研究和應(yīng)用研究三個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的討論，并介紹了多種先進(jìn)的研究技術(shù)，包括同步輻射技術(shù)、中子衍射技術(shù)和電化學(xué)原位測(cè)試技術(shù)等，從微觀到宏觀揭示了不同材料的作用機(jī)制與發(fā)展前景。最后還介紹了鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化道路與設(shè)想，總結(jié)了鈉離子電池工業(yè)化在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、資源和技術(shù)等方面的優(yōu)勢(shì)。

作者簡介

　　謝嫚，1965年1月出生，工學(xué)博士，北京理工大學(xué)材料學(xué)院副教授，國家高技術(shù)綠色材料發(fā)展中心研究員。研究領(lǐng)域主要從事新能源技術(shù)和綠色二次電池的開發(fā)與應(yīng)用研究。重點(diǎn)研究方向?yàn)殇囯x子電池、鈉離子電池、水系電池新體系的開發(fā)及關(guān)鍵材料。主要成就目前作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)，作為骨干研究成員參與國家“973”計(jì)劃項(xiàng)目、國家“863”計(jì)劃項(xiàng)目等重大研究項(xiàng)目多項(xiàng)。獲省部級(jí)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。在Advanced Materials、 Advanced Science、Nano Energy、Small等國際期刊上累計(jì)發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇。獲授權(quán)國家發(fā)明專利8項(xiàng)。曾擔(dān)任中國稀土學(xué)會(huì)理事，中國化學(xué)會(huì)（CCS）會(huì)員，是Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials、Nano Energy等期刊的特約審稿人。入選北京市（2016年）、鎮(zhèn)江市（2011年）科技人才計(jì)劃，獲得政府資金和政策支持。作為指導(dǎo)教師帶領(lǐng)學(xué)生參加科技創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)大賽，2020年獲北京市優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)一等獎(jiǎng)。

圖書目錄

第 1章鈉離子電池的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀 1
1．1 新能源的興起和發(fā)展 1
1．2 鈉離子電池的發(fā)展歷程 5
1．3 鈉離子電池基本原理 9
1．4 鈉離子電池關(guān)鍵材料概述 10
1．5 鈉離子電池的發(fā)展趨勢(shì) 14
參考文獻(xiàn) 14
第 2章鈉離子電池的測(cè)試和研究方法 17
2．1 電極材料的測(cè)試分析 17
2．1．1 電極材料的結(jié)構(gòu)和組成測(cè)試 17
2．1．2 電極材料的電化學(xué)性能測(cè)試 34
2．2 電解質(zhì)的測(cè)試分析 41
2．2．1 鈉離子電池液態(tài)電解質(zhì)分析 41
2．2．2 鈉離子電池固態(tài)電解質(zhì)分析 43
2．2．3 鈉離子電池界面分析 45
2．3 鈉離子電池原位檢測(cè)技術(shù) 46
2．3．1 原位結(jié)構(gòu)和組分演化研究 47
2．3．2 原位形貌演化研究 53
參考文獻(xiàn) 57
第3章鈉離子電池正極材料 61
3．1 過渡金屬氧化物正極材料 62
3．1．1 O3型結(jié)構(gòu)過渡金屬氧化物 64
3．1．2 P2型結(jié)構(gòu)過渡金屬氧化物 75
3．1．3 隧道結(jié)構(gòu)過渡金屬氧化物 82
3．2 聚陰離子型正極材料 88
3．2．1 磷酸鹽型聚陰離子化合物 89
3．2．2 焦磷酸鹽型聚陰離子化合物 93
3．2．3 硫酸根型聚陰離子化合物 94
3．2．4 摻雜磷酸鹽型聚陰離子化合物 96
3．3 普魯士藍(lán)及其類似物正極材料 100
3．3．1 基于單位點(diǎn)反應(yīng)的普魯士藍(lán)類似物化合物 103
3．3．2 基于雙位點(diǎn)反應(yīng)的普魯士藍(lán)化合物 106
3．3．3 基于雙位點(diǎn)反應(yīng)的普魯士藍(lán)類似物化合物 109
3．3．4 結(jié)構(gòu)形態(tài)優(yōu)化的普魯士藍(lán)類似物化合物 117
3．4 其他鈉離子電池正極材料 124
3．4．1 過渡金屬氟化物 124
3．4．2 含鈉有機(jī)化合物正極材料 125
參考文獻(xiàn) 128
第4章鈉離子電池負(fù)極材料 142
4．1 碳基負(fù)極材料 143
4．1．1 石墨 144
4．1．2 石墨烯 146
4．1．3 軟碳 147
4．1．4 硬碳 149
4．1．5 其他碳材料 151
4．2 鈦基負(fù)極材料 154
4．2．1 TiO2負(fù)極材料 154
4．2．2 LixTiOy類負(fù)極材料 158
4．2．3 NaxTiOy類負(fù)極材料 160
4．2．4 NaTi2(PO4)3類負(fù)極材料 163
4．3 轉(zhuǎn)化反應(yīng)型負(fù)極材料 165
4．3．1 金屬氧化物負(fù)極材料 165
4．3．2 金屬硫化物負(fù)極材料 169
4．3．3 金屬硒化物負(fù)極材料 174
4．3．4 金屬磷化物負(fù)極材料 177
4．3．5 金屬氟化物負(fù)極材料 180
4．4 金屬間化合物負(fù)極材料 181
4．4．1 金屬負(fù)極材料（Sn、Pb、Bi） 182
4．4．2 類金屬負(fù)極材料（Si、Ge、As、Sb） 184
4．4．3 非金屬（P） 187
4．5 其他負(fù)極材料 188
4．5．1 MXene 188
4．5．2 有機(jī)化合物負(fù)極材料 189
4．5．3 金屬鈉負(fù)極材料 190
參考文獻(xiàn) 193
第5章鈉離子電池電解質(zhì) 209
5．1 電解質(zhì)概述及其特性 209
5．1．1 化學(xué) 電化學(xué)穩(wěn)定性 210
5．1．2 熱穩(wěn)定性 213
5．1．3 離子傳輸性能 215
5．1．4 其他性能 217
5．2 鈉鹽 218
5．3 有機(jī)液體電解質(zhì) 220
5．3．1 碳酸酯基電解質(zhì) 222
5．3．2 醚基電解質(zhì) 229
5．4 離子液體電解質(zhì) 234
5．4．1 電解質(zhì)的離子種類 236
5．4．2 熱穩(wěn)定性 237
5．4．3 理化性質(zhì) 238
5．4．4 電化學(xué)性質(zhì) 241
5．5 固態(tài)電解質(zhì) 242
5．5．1 聚合物電解質(zhì) 242
5．5．2 無機(jī)固態(tài)電解質(zhì) 244
5．5．3 混合電解質(zhì) 254
5．6 水系電解質(zhì) 259
5．7 電極電解質(zhì)相界面 264
5．7．1 電極電解質(zhì)相界面基本特性 264
5．7．2 電極電解質(zhì)相界面模型 266
5．7．3 電極電解質(zhì)改性研究 274
參考文獻(xiàn) 277
第6章鈉離子電池商業(yè)化進(jìn)程 305
6．1 鈉離子電池SWOT分析 306
6．1．1 優(yōu)勢(shì) 307
6．1．2 劣勢(shì) 314
6．1．3 機(jī)會(huì) 317
6．1．4 威脅 321
6．2 鈉離子全電池研究進(jìn)展 322
6．2．1 有機(jī)系鈉離子全電池 323
6．2．2 水系鈉離子全電池 331
6．2．3 全固態(tài)鈉電池 338
6．3 鈉離子電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 341
6．3．1 軟包電池 342
6．3．2 圓柱/方形電池 343
6．3．3 柔性/可拉伸電池 345
參考文獻(xiàn)