新能源材料技术

图书信息

作者：朱继平主编著

出版社：化学工业出版社

定价：45.00

ISBN：9787122218209

出版时间：2015-01-01

分类：图书,行业职业,工业技术,精细化工

商品介绍

目录

第1章  绪论

1.1  新能源与新能源材料

1.2  新能源材料学科的任务及面临的课题

1.3  新能源材料的主要应用现状与进展

参考文献

第2章  锂离子电池材料

2.1  锂离子电池概述

2.1.1  锂离子电池工作原理

2.1.2  锂离子电池的组成

2.1.3  锂离子电池的优缺点

2.1.4  锂离子电池的设计及组装

2.1.5  锂离子电池对正、负极材料的要求

2.2  正极材料

2.2.1  正极材料概述

2.2.2  层状结构正极材料L

2.2.3  LiNiO2正极材料

2.2.4  LiMn2O4正极材料

2.2.5  LiFePO4动力电池正极材料

2.2.6  钒系正极材料

2.2.7  层状镍钴锰酸锂正极材料

2.2.8  其他类型的正极材料

2.3  负极材料

2.3.1  碳及MCMB系负极材料

2.3.2  钛酸锂负极材料

2.3.3  氧化物负极材料

2.3.4  新型合金负极材料

2.3.5  其他类型的负极材料

2.4  隔膜材料

2.4.1  减少内部短路的技术路线

2.4.2  隔膜热关闭性能

2.4.3  隔膜的制备

2.4.4  制备隔膜的材料

2.5  电解质材料

2.5.1  有机电解质材料

2.5.2  聚合物电解质材料

2.5.3  无机固体电解质材料

参考文献

第3章  太阳能电池材料

3.1  太阳能电池概述

3.1.1  太阳能电池发展概况

3.1.2  太阳能电池的分类

3.1.3  太阳能发电的优缺点

3.1.4  全球光伏产业发展现状

3.2  太阳能电池的工作原理

3.2.1  半导体简介

3.2.2  光伏效应

3.2.3  太阳能电池工作原理

3.3  太阳能电池的特性参数

3.3.1  标准测试条件

3.3.2  太阳能电池的表征参数及等效电路

3.4  几种典型太阳能电池及其材料

3.4.1  晶体硅材料及晶体硅太阳能电池

3.4.2  非晶硅太阳能电池

3.4.3  铜铟镓硒太阳能电池

3.4.4  染料敏化太阳能电池

3.4.5  有机太阳能电池

3.5  太阳能电池应用

3.5.1  光伏发电系统

3.5.2  光伏建筑一体化

3.5.3  太阳能路灯

3.5.4  我国光伏发电应用实例

参考文献

第4章  燃料电池材料

4.1  燃料电池概述

4.1.1  燃料电池工作原理

4.1.2  燃料电池的分类

4.1.3  燃料电池的系统组成

4.1.4  燃料电池技术的发展与应用

4.2  质子交换膜型燃料电池材料

4.2.1  电催化剂

4.2.2  多孔气体扩散电极及其制备方法

4.2.3  质子交换膜

4.2.4  双极板材料与流场

4.3  熔融碳酸盐燃料电池材料

4.3.1  电极材料

4.3.2  电解质

4.3.3  电池隔膜

4.3.4  熔融碳酸盐燃料电池需要解决的关键技术问题

4.4  固体氧化物燃料电池材料

4.4.1  固体氧化物电解质

4.4.2  电极材料

4.4.3  固体氧化物燃料电池需要解决的关键技术问题

4.5  直接甲醇燃料电池材料基础与应用

4.6  其他类型的燃料电池材料

4.6.1  碱性燃料电池

4.6.2  磷酸燃料电池

4.6.3  直接碳燃料电池

参考文献

第5章  生物质能材料

5.1  生物质能概述

5.1.1  生物质能的特点

5.1.2  生物质能的分类

5.1.3  生物质能利用的主要技术

5.1.4  生物质能开发利用的现状和前景

5.2  生物质能转化技术

5.2.1  物理转化技术

5.2.2  化学转化技术

5.2.3  生物转化技术

5.2.4  生物柴油

5.2.5  生物质制氢

5.2.6  生物燃料乙醇

5.2.7  航空生物燃料

5.3  生物质能发电技术

5.3.1  生物质直接燃烧发电

5.3.2  生物质气化发电

5.3.3  沼气发电

5.3.4  生物质燃料电池

参考文献

第6章  核能材料概述

6.1  核能概述

6.1.1  核能的特点

6.1.2  核能的分类

6.1.3  核能利用的现状与前景

6.2  裂变反应堆材料

6.2.1  裂变原理和裂变反应堆

6.2.2  裂变堆材料分类与特征

6.3  聚变反应堆材料

6.3.1  聚变原理与托卡马克装置

6.3.2  聚变堆主要材料与特征

6.4  核能材料的辐照效应

6.4.1  辐照缺陷的产生过程

6.4.2  核能材料中辐照损伤现象

6.4.3  辐照对聚变结构材料力学性能的影响

参考文献

第7章  其他新能源材料

7.1  风能及其材料

7.1.1  风能概述

7.1.2  风力发电技术

7.1.3  风能的其他用途

7.2  地热能及其材料

7.2.1  地热能概述

7.2.2  地热能的利用

7.2.3  我国地热资源分布及应用情况

7.3  海洋能及其材料

7.3.1  海洋能简介

7.3.2  海洋能的应用

参考文献

内容简介

本书在介绍国内外新能源材料开发、利用、研究的基础上，结合当今世界新能源领域的研究发展现状，概述了新能源与新能源材料面临的主要任务和研究进展；阐述了锂离子电池材料技术、燃料电池材料技术、太阳能电池材料技术、生物质能材料技术、反应堆核能材料技术和风能、海洋能、地热能及其材料技术。全书力求基础知识与应用前沿相结合，内容丰富，涵盖面广，涉及当前新能源材料与新能源技术关键问题与热点问题。

作者简介

朱继平，合肥工业大学，系主任。2004 年 9 月至 2006 年 8 月在中国科学技术大学博士后流动站工作； 2006 年 9 月至 2007 年 7 月在美国哈佛大学作为访问学者。

主编推荐

本书是新能源材料领域综合和前沿知识的论述，内容丰富，涵盖面广，涉及当前新能源材料与新能源技术关键问题与热点问题，旨在为广大读者系统地介绍新能源材料工程领域的基本理论和技术进展等。本书适合从事新材料、新能源、化工、环境等相关领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高校相关学科的本科生和研究生作为教材或教学参考书使用。

精彩内容

（7）隔膜材料的选择与厚度、层数的确定

隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，以防止两极接触而短路。此外，还应具有使电解质离子通过的功能。隔膜材质本身是不导电的，但其物理化学性质对电池的性能有很大影响。锂离子电池经常使用的隔膜有聚丙烯和聚乙烯微孔膜（Celgard公司生产的系列隔膜已在锂离子电池中广泛应用）。对于隔膜的层数及厚度要根据隔膜本身性能及具体设计电池的性能与要求来确定。

（8）确定电解液的浓度和用量

根据所选择的电池体系特征，结合具体设计电池的使用条件（如工作电流、工作温度等）或根据经验数据来确定电解液的浓度和用量。常用锂离子电池的电解液体系有lmol／L LiPF6／PC—DEC（1：1），PC—DMC（1：1）和PC—MEC（1：1）或1mol／L LiPF6／PC—DEC（1：1），EC—DMC（1：1）和EC—EMC（1：1）。其中，PC为碳酸丙烯酯，EC为碳酸乙烯酯，DEC为碳酸二乙酯，DMC为碳酸二甲酯，EMC为碳酸甲乙酯。

（9）确定电池的装配比及单体电池容器尺寸。电池的装配比需根据所选定的电池特性及设计电池的电极厚度等情况确定，一般控制为80％～90％。

根据用电器对电池的要求选定电池后，再根据电池壳体材料的物理性能和力学性能，以确定电池容器的宽度、长度及壁厚等。特别是随着电子产品的薄型化和轻量化，电池的占用空间也愈来愈小，这就要求选定更为先进的电极材料，制备比容量更高的电池。

2.1.4.4锂离子电池的结构设计

从设计要求来说，由于电池壳体选定为AA型（14mm×50mm），则电池结构设计主要是指电池盖、电池组装的松紧度、电极片的尺寸、电池上部空气室的大小、两极物质的配比等。对它们的设计是否合理直接影响到电池的内阻、内压、容量和安全性等性能。

（1）电池盖的设计

根据锂离子电池的性能可知，在电池充电末期，阳极电压高达4.2V以上。如此高的电压很容易使不锈钢或镀镍不锈钢发生阳极氧化反应被腐蚀，因此传统的AA型Ni—Cd、Ni—MH电池所使用的不锈钢或镀镍不锈钢盖不能用于AA型锂离子电池。考虑到锂离子电池的正极集流体可以使用铝箔而不发生氧化腐蚀，所以在保留AA型Ni—Cd电池盖的双层结构及外观的情况下，用金属铝代替电池盖的镀镍不锈钢底层，然后把该铝片和镀镍不锈钢上层卷边包合，使其成为一个整体，同时在它们之间放置耐压为0.0～1.5MPa的乙丙橡胶放气阀。通过实验证实，重新设计的电池盖不但密封性、安全性好，而且耐腐蚀，容易和铝制正极极耳焊接。