目錄
序
前言
第一部分 基礎(chǔ)篇
第1章 緒論 3
1.1 新能源與新能源材料 3
1.2 新能源材料的應(yīng)用場(chǎng)景 4
1.3 新能源材料測(cè)試技術(shù) 6
參考文獻(xiàn) 7
第2章 電極材料微觀結(jié)構(gòu)與組成表征技術(shù) 9
2.1 先進(jìn)顯微鏡技術(shù) 9
2.1.1 光學(xué)顯微鏡 9
2.1.2 掃描電子顯微鏡 12
2.1.3 透射電子顯微鏡 16
2.1.4 原子力顯微鏡 18
2.1.5 冷凍電子顯微鏡 21
2.2 X射線技術(shù) 24
2.2.1 X射線衍射 24
2.2.2 X射線光電子能譜 27
2.3 電子能譜 30
2.3.1 俄歇電子能譜 30
2.3.2 電子能量損失譜 33
2.4 核磁共振 35
2.5 光譜分析法 37
2.5.1 紅外吸收光譜 37
2.5.2 拉曼光譜 39
2.6 質(zhì)譜分析法 42
2.7 等溫吸脫附測(cè)試 46
習(xí)題 48
參考文獻(xiàn) 49
第3章 電解質(zhì)與隔膜物理化學(xué)性質(zhì)測(cè)試 52
3.1 電解質(zhì)的分類 52
3.1.1 液體電解質(zhì) 52
3.1.2 固體電解質(zhì) 56
3.1.3 凝膠電解質(zhì) 60
3.2 電解質(zhì)的測(cè)試方法 61
3.2.1 黏度 61
3.2.2 離子電導(dǎo)率 63
3.2.3 離子遷移數(shù) 64
3.2.4 電化學(xué)窗口 66
3.3 隔膜的測(cè)試方法 68
3.3.1 厚度 68
3.3.2 孔隙率 69
3.3.3 吸液率 70
3.3.4 孔結(jié)構(gòu) 71
3.3.5 熱穩(wěn)定性 72
3.3.6 力學(xué)性能 74
習(xí)題 75
參考文獻(xiàn) 76
第4章 活性材料的綜合性能測(cè)試 77
4.1 電化學(xué)性能測(cè)試 77
4.1.1 循環(huán)伏安法 77
4.1.2 電勢(shì)階躍 79
4.1.3 交流阻抗法 81
4.1.4 充放電測(cè)試 83
4.1.5 倍率性能測(cè)試 84
4.1.6 高低溫性能測(cè)試 85
4.2 安全性 86
4.2.1 熱失控 86
4.2.2 差示掃描量熱法 89
4.2.3 加速量熱法 90
4.2.4 紅外熱成像 93
習(xí)題 94
參考文獻(xiàn) 95
第5章 電化學(xué)原位測(cè)試技術(shù) 97
5.1 原位顯微鏡技術(shù) 97
5.1.1 原位光學(xué)顯微鏡 97
5.1.2 原位掃描電子顯微鏡 99
5.1.3 原位透射電子顯微鏡 101
5.1.4 原位原子力顯微鏡 104
5.2 原位X射線技術(shù) 105
5.2.1 原位X射線衍射 105
5.2.2 原位X射線吸收光譜 108
5.2.3 原位同步輻射X射線成像技術(shù) 110
5.3 原位中子技術(shù) 112
5.3.1 原位中子衍射 112
5.3.2 原位中子深度剖析 115
5.4 原位波譜技術(shù) 117
5.4.1 原位紅外光譜 117
5.4.2 原位拉曼光譜 119
5.4.3 原位核磁共振技術(shù) 120
5.4.4 原位質(zhì)譜 123
習(xí)題 125
參考文獻(xiàn) 127
第二部分 應(yīng) 用 篇
第6章 鋰離子電池材料與表征 131
6.1 鋰離子電池發(fā)展概述 131
6.2 正極材料 132
6.2.1 鋰鈷氧化物 132
6.2.2 鋰鎳氧化物 134
6.2.3 鎳鈷錳三元氧化物 136
6.2.4 鋰鐵磷氧化物 138
6.2.5 鋰錳氧化物 139
6.3 負(fù)極材料 141
6.3.1 碳基材料 141
6.3.2 錫基材料 143
6.3.3 硅基材料 145
6.3.4 氧化物 147
6.3.5 氮化物 149
6.4 電解質(zhì) 151
6.4.1 鋰鹽 151
6.4.2 碳酸酯類液體電解液 152
6.4.3 聚氧化乙烯基固體電解質(zhì) 154
6.4.4 離子液體 156
6.4.5 功能添加劑 159
6.5 隔膜 161
6.5.1 聚烯烴 161
6.5.2 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 165
6.5.3 聚酰亞胺 167
6.5.4 無(wú)機(jī)涂層復(fù)合隔膜 168
6.5.5 聚合物涂層復(fù)合隔膜 169
6.5.6 有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化涂層復(fù)合隔膜 171
習(xí)題 172
參考文獻(xiàn) 174
第7章 鋰電池材料與表征 177
7.1 鋰電池發(fā)展概述 177
7.2 正極材料 178
7.2.1 單質(zhì)硫 178
7.2.2 有機(jī)硫 182
7.2.3 硫化鋰 186
7.2.4 空氣 188
7.2.5 碘 191
7.2.6 鐵基氟化物 194
7.3 負(fù)極材料 196
7.3.1 金屬鋰 196
7.3.2 鋰合金 197
7.3.3 鋰碳復(fù)合材料 199
7.3.4 人工SEI膜 202
7.4 電解質(zhì) 204
7.4.1 醚類電解液 205
7.4.2 硫化物固體電解質(zhì) 206
7.4.3 PP14TFSI和Pyr13TFSI離子液體 209
7.4.4 二氟草酸硼酸鋰 210
7.5 隔膜 212
7.5.1 碳基涂層隔膜 212
7.5.2 陶瓷涂層隔膜 214
習(xí)題 215
參考文獻(xiàn) 216
第8章 非鋰電池材料與表征 219
8.1 非鋰電池發(fā)展概述 219
8.2 基于一價(jià)陽(yáng)離子的鈉電池和鉀電池 220
8.2.1 過(guò)渡金屬氧化物正極材料 220
8.2.2 普魯士藍(lán)類正極材料 223
8.2.3 聚陰離子正極材料 225
8.2.4 碳基復(fù)合負(fù)極材料 227
8.2.5 合金類負(fù)極材料 229
8.2.6 硫化物負(fù)極材料 232
8.3 基于多價(jià)陽(yáng)離子的鎂電池和鋁電池 234
8.3.1 碳基正極材料 234
8.3.2 過(guò)渡金屬氧化物正極材料 237
8.3.3 硫化物正極材料 239
8.3.4 合金負(fù)極材料 241
習(xí)題 242
參考文獻(xiàn) 243
第9章 燃料電池材料與表征 245
9.1 燃料電池發(fā)展概述 245
9.2 固體氧化物燃料電池 245
9.2.1 鈣鈦礦型氧化物陰極材料 247
9.2.2 鎳基陽(yáng)極材料 248
9.2.3 氧化鋯基固體電解質(zhì) 250
9.3 堿性燃料電池 252
9.3.1 儲(chǔ)氫合金 253
9.3.2 氨基化合物儲(chǔ)氫材料 256
9.4 磷酸型燃料電池 257
9.4.1 多孔碳電極基體材料 258
9.4.2 鉑-釕合金催化劑 259
9.5 質(zhì)子交換膜燃料電池 260
9.5.1 全氟磺酸膜 261
9.5.2 部分氟化質(zhì)子交換膜 262
9.5.3 無(wú)氟化質(zhì)子交換膜 263
9.6 熔融碳酸鹽燃料電池 264
9.6.1 熔融碳酸鹽體系陰極材料 265
9.6.2 鎳基合金陽(yáng)極材料 266
習(xí)題 267
參考文獻(xiàn) 268
第10章 太陽(yáng)電池材料與表征 270
10.1 太陽(yáng)電池發(fā)展概述 270
10.2 鈣鈦礦太陽(yáng)電池 271
10.2.1 有機(jī)小分子空穴傳輸材料 272
10.2.2 聚合物空穴傳輸材料 273
10.2.3 無(wú)機(jī)空穴傳輸材料 274
10.2.4 金屬氧化物電子傳輸層材料 275
10.2.5 富勒烯及其衍生物電子傳輸層材料 276
10.3 染料敏化太陽(yáng)電池 278
10.3.1 氧化物光陽(yáng)極薄膜材料 278
10.3.2 釕多吡啶配合物染料 280
x 新能源材料測(cè)試原理與表征技術(shù)
10.3.3 非金屬有機(jī)染料 281
10.4 量子點(diǎn)太陽(yáng)電池 282
10.4.1 窄帶隙二元量子點(diǎn) 283
10.4.2 多元合金量子點(diǎn) 284
10.4.3 膠體量子點(diǎn) 285
10.5 薄膜太陽(yáng)電池 287
10.5.1 多晶硅 287
10.5.2 非晶硅 288
10.5.3 砷化鎵 289
10.5.4 碲化鎘 290
10.5.5 銅銦鎵硒 292
習(xí)題 293
參考文獻(xiàn) 295
縮略語(yǔ) 297