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内容大纲
《钠离子电池：原理与技术》是“先进电化学能源存储与转化技术丛书”分册之一，主要介绍钠离子电池发展起源、电池及电极反应相关的基础理论知识、储钠正负极材料体系、电解液体系和材料理论计算方法。全书共分9章，内容包括钠离子电池概述及电化学、正极材料、负极材料、电解质溶液、水溶液钠离子电池、材料的理论计算分析和钠离子电池体系展望。
本书可供相关学科研究与技术研发的科研工作者与工程技术人员参考，也可作为高等院校化学、物理、材料、化工、能源等学科研究生或高年级本科生的教学参考书。 -
作者介绍
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目录
第1章 绪论
1.1 能量转换与存储概述
1.2 钠元素的物理和化学性质
1.2.1 物理性质
1.2.2 化学性质
1.3 钠资源概述
1.4 钠电池
参考文献
第2章 钠离子电池概述
2.1 钠离子电池的优势
2.2 钠离子电池的发展简史
2.2.1 正极材料
2.2.2 负极材料
2.2.3 应用体系探索
2.3 钠离子电池的工作原理及特点
2.3.1 工作原理
2.3.2 主要特点
2.4 钠离子电池的基本组成及关键材料
2.4.1 电极材料
2.4.2 相关组件
2.5 材料相关表征技术及应用
2.6 材料的制备方法
2.7 钠离子电池发展的必要性
参考文献
第3章 钠离子电池电化学
3.1 钠离子电池电极过程动力学
3.1.1 钠离子电池电极过程
3.1.2 电极过程的数学描述
3.1.3 电极过程动力学
3.2 钠离子电池电动势
3.2.1 钠离子的嵌入脱出热力学
3.2.2 钠离子嵌入化合物的点阵气体模型
3.2.3 钠离子电池的电动势与电极材料的电极电势
3.3 钠离子电池开路电压
3.3.1 开路电压的本质
3.3.2 费米能级角度的诠释
3.3.3 吉布斯自由能角度的诠释
3.4 电化学反应原理
3.4.1 嵌入反应
3.4.2 合金化反应
3.4.3 转化反应
3.4.4 其他反应类型
3.5 钠离子电池电极及界面特性
3.5.1 多孔电极结构特征
3.5.2 多孔电极极化理论
3.5.3 电池中的界面问题
3.6 基本电化学测试方法
3.6.1 循环伏安法
3.6.2 电化学阻抗谱
3.6.3 恒电流间歇滴定技术
3.6.4 电位阶跃技术
3.6.5 恒电位间歇滴定技术
3.6.6 不同测试技术的比较
参考文献
第4章 钠离子电池正极材料
4.1 正极材料的选择要求
4.2 正极材料的发展与概述
4.3 正极材料的种类
4.3.1 层状过渡金属氧化物材料
4.3.2 聚阴离子型正极材料
4.3.3 普鲁士蓝类正极材料
4.3.4 其他无机正极材料
4.3.5 有机正极材料
参考文献
第5章 钠离子电池负极材料
5.1 负极材料的概述
5.2 嵌入反应负极材料
5.2.1 碳基负极材料
5.2.2 非碳嵌入负极材料
5.3 转化反应负极材料
5.3.1 金属氧化物
5.3.2 金属硫化物
5.3.3 金属硒化物
5.3.4 金属磷化物
5.4 合金化反应负极材料
5.4.1 锡负极材料
5.4.2 锑负极材料
5.4.3 磷负极材料
5.4.4 铅负极材料
5.4.5 硅负极材料
5.4.6 铋负极材料
5.4.7 锗负极材料
5.5 有机负极材料及全有机电池
5.5.1 有机负极
5.5.2 全有机钠离子电池
参考文献
第6章 钠离子电池电解质溶液
6.1 电解液的要求及其影响因素
6.1.1 溶剂
6.1.2 电解质盐
6.2 液态电解液
6.2.1 碳酸酯电解液
6.2.2 醚类电解液
6.2.3 阻燃或不燃电解液
6.3 电解液添加剂
6.3.1 添加剂的特点及作用
6.3.2 成膜添加剂
6.4 SEI膜结构及生长机理
6.4.1 SEI膜的结构及机制
6.4.2 不同电极表面的SEI膜
6.4.3 SEI膜的改性
6.5 凝胶电解液
6.6 固态电解质
6.6.1 聚合物固态电解质
6.6.2 无机固态电解质
6.7 小结
参考文献
第7章 水溶液钠离子电池
7.1 概述
7.2 水系钠离子电池的基本原理
7.3 正极材料的种类
7.3.1 过渡金属氧化物
7.3.2 聚阴离子型化合物
7.3.3 普鲁士蓝类化合物
7.3.4 水系有机正极材料
7.4 负极材料的种类
7.4.1 活性炭
7.4.2 磷酸盐负极
7.4.3 钒基负极材料
7.4.4 其他无机负极材料
7.4.5 有机负极材料
7.5 水系电解液
7.5.1 低浓度电解液
7.5.2 高浓度电解液
7.5.3 “water-in-salt”型电解液
7.6 全电池体系
7.7 挑战与展望
参考文献
第8章 钠离子电池材料的理论计算研究
8.1 概述
8.2 计算方法及实例简介
8.2.1 结构和能量
8.2.2 迁移
8.2.3 稳定性
8.3 材料基因组技术与钠离子电池
8.3.1 材料基因工程
8.3.2 电池材料的高通量筛选
8.3.3 机器学习在电池材料探索中的应用
8.4 总结与展望
参考文献
第9章 钠离子电池的发展、机遇及挑战
9.1 钠离子电池发展的必要性
9.2 可选电极材料体系
9.3 全电池能量密度预估
9.4 钠离子电池的优势
9.5 钠离子电池的机遇和挑战
参考文献
索引
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