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內(nèi)容簡介

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

作者簡介

　　謝嫚，1965年1月出生，工學博士，北京理工大學材料學院副教授，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)與應用研究。重點研究方向為鋰離子電池、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目負責人承擔國家重點研發(fā)計劃項目1項，作為骨干研究成員參與國家“973”計劃項目、國家“863”計劃項目等重大研究項目多項。獲省部級科學技術(shù)一等獎1項。在Advanced Materials、 Advanced Science、Nano Energy、Small等國際期刊上累計發(fā)表學術(shù)論文50余篇。獲授權(quán)國家發(fā)明專利8項。曾擔任中國稀土學會理事，中國化學會（CCS）會員，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）科技人才計劃，獲得政府資金和政策支持。作為指導教師帶領(lǐng)學生參加科技創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)大賽，2020年獲北京市優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)團隊一等獎。

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 14
參考文獻 14
第 2章鈉離子電池的測試和研究方法 17
2．1 電極材料的測試分析 17
2．1．1 電極材料的結(jié)構(gòu)和組成測試 17
2．1．2 電極材料的電化學性能測試 34
2．2 電解質(zhì)的測試分析 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 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 普魯士藍及其類似物正極材料 100
3．3．1 基于單位點反應的普魯士藍類似物化合物 103
3．3．2 基于雙位點反應的普魯士藍化合物 106
3．3．3 基于雙位點反應的普魯士藍類似物化合物 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 含鈉有機化合物正極材料 125
參考文獻 128
第4章鈉離子電池負極材料 142
4．1 碳基負極材料 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 鈦基負極材料 154
4．2．1 TiO2負極材料 154
4．2．2 LixTiOy類負極材料 158
4．2．3 NaxTiOy類負極材料 160
4．2．4 NaTi2(PO4)3類負極材料 163
4．3 轉(zhuǎn)化反應型負極材料 165
4．3．1 金屬氧化物負極材料 165
4．3．2 金屬硫化物負極材料 169
4．3．3 金屬硒化物負極材料 174
4．3．4 金屬磷化物負極材料 177
4．3．5 金屬氟化物負極材料 180
4．4 金屬間化合物負極材料 181
4．4．1 金屬負極材料（Sn、Pb、Bi） 182
4．4．2 類金屬負極材料（Si、Ge、As、Sb） 184
4．4．3 非金屬（P） 187
4．5 其他負極材料 188
4．5．1 MXene 188
4．5．2 有機化合物負極材料 189
4．5．3 金屬鈉負極材料 190
參考文獻 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 化學電化學穩(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 277
第6章鈉離子電池商業(yè)化進程 305
6．1 鈉離子電池SWOT分析 306
6．1．1 優(yōu)勢 307
6．1．2 劣勢 314
6．1．3 機會 317
6．1．4 威脅 321
6．2 鈉離子全電池研究進展 322
6．2．1 有機系鈉離子全電池 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)設計 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