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内容大纲
《电化学储能设计及应用》全面介绍了电化学储能技术相关内容，包括基本原理、器件组成与基本性能、电化学储能设计相关理论、设计过程等，为读者提供了扎实的理论基础，有助于理解电化学储能设计的方法及其理论依据。重点讨论了各类化学电源设计及其应用场景，特别是锂离子电池、钠离子电池、锂-硫电池、锂-空气电池、锌-空气电池、水系离子电池、液流电池、电化学电容器的工作原理、关键技术和设计流程。通过选取典型的化学能源设计案例进行分析，探讨了不同应用场景下的设计理念和实现方式，论述了不同储能技术的优缺点及其可能的适用场景。此外，书中还针对当前“双碳”目标下的能源转型需求，详细讨论了清洁生产、绿色再生的含义，提出了不同电化学储能技术中可行的废旧电池资源化措施。通过理论与实践相结合的方式，系统地介绍了先进电化学储能技术的设计与应用，为培养新能源材料与器件领域创新型人才提供参考。
本书是高等学校能源与储能相关专业的教学用书，也可供相关领域的专业人才和研究人员参考。 -
作者介绍
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目录
第1章 电化学储能绪论
1.1 电化学储能基础
1.1.1 电化学储能的定义
1.1.2 电化学储能器件——电池
1.1.3 经典电池储能
1.1.4 电极电势与能斯特方程
1.2 电化学储能发展现状
1.3 电化学储能设计概述
1.3.1 电化学储能设计含义
1.3.2 电化学储能设计分类
1.3.3 电化学储能设计作用
思考题
参考文献
第2章 电化学储能器件概述
2.1 电化学储能器件的组成
2.1.1 电极
2.1.2 电解质
2.1.3 隔膜
2.1.4 其他组成
2.2 电化学储能器件的分类
2.2.1 一次电池
2.2.2 二次电池
2.3 电化学储能器件的基本性能
2.3.1 电动势
2.3.2 电压
2.3.3 内阻
2.3.4 容量
2.3.5 放电率
2.3.6 能量
2.3.7 功率
2.3.8 放电曲线
2.3.9 自放电率与寿命
思考题
参考文献
附录 电池型号及规格
第3章 电化学储能设计相关理论
3.1 电化学储能电传导理论
3.1.1 电传导的导电机理
3.1.2 电子和离子的传导行为
3.2 法拉第定律及其应用
3.2.1 法拉第定律
3.2.2 二次电池充电效率
3.2.3 电极活性物质的利用效率
3.2.4 法拉第定律在电化学储能设计中的应用
3.3 电化学储能热力学基础
3.3.1 可逆电池
3.3.2 可逆电极
3.3.3 电位-pH图
3.4 电化学储能动力学基础
3.4.1 不可逆的电极过程
3.4.2 金属的阳极过程
3.5 电池设计中的表界面原理
3.5.1 表界面的含义与分类
3.5.2 液体表面
3.5.3 固体表面
3.5.4 高分散体系的表面能
3.5.5 固-液界面现象
3.5.6 电极/溶液界面的双电层现象
3.6 电池成组原理
3.6.1 电池的串联
3.6.2 电池的并联
3.6.3 电池的复联（串并联）
思考题
参考文献
第4章 电化学储能设计过程
4.1 电化学储能设计的目标和电化学储能器件标准
4.1.1 电化学储能设计目标
4.1.2 电化学储能器件标准
4.2 电化学储能设计的基本程序
4.2.1 设计理念标准化
4.2.2 综合分析
4.2.3 性能设计
4.2.4 结构设计
4.2.5 安全性设计
4.3 电化学储能设计的一般步骤
4.3.1 了解电化学储能的性能指标及使用条件
4.3.2 确定电化学储能的基本参数及工艺设计
4.3.3 确定正负极活性物质的用量
4.3.4 确定正负极板的平均厚度
4.3.5 确定隔膜材料及相关参数
4.3.6 确定电解质种类及用量
4.3.7 确定电化学储能器件的装配松紧度及单体电化学储能器件容器尺寸
思考题
参考文献
第5章 各类化学电源设计
5.1 锂离子电池设计
5.1.1 锂离子电池概述
5.1.2 锂离子电池性能设计
5.1.3 锂离子电池结构设计
5.1.4 锂离子电池工艺设计
5.1.5 软包锂离子电池设计
5.1.6 固态锂离子电池
5.2 钠离子电池设计
5.2.1 钠离子电池概述
5.2.2 钠离子电池性能设计
5.2.3 钠离子电池结构设计
5.2.4 钠离子电池工艺设计
5.2.5 软包钠离子电池设计
5.3 锂-硫电池设计
5.3.1 锂-硫电池概述
5.3.2 锂-硫电池设计相关因素
5.3.3 锂-硫电池设计关键技术
5.3.4 锂-硫电池设计基本过程
5.3.5 软包锂-硫电池设计
5.4 锂-空气电池设计
5.4.1 锂-空气电池概述
5.4.2 锂-空气电池设计相关因素
5.4.3 锂-空气电池设计关键技术
5.4.4 锂-空气电池设计基本过程
5.4.5 锂-空气电池设计案例
5.4.6 锂-空气电池设计案例
5.5 锌-空气电池设计
5.5.1 锌-空气电池概述
5.5.2 锌-空气电池设计相关因素
5.5.3 锌-空气电池设计关键技术
5.5.4 锌-空气电池设计基本过程
5.5.5 锌-空气电池设计
5.6 水系离子电池设计
5.6.1 水系离子电池概述
5.6.2 水系离子电池关键材料
5.6.3 水系离子电池设计关键技术
5.6.4 水系离子电池设计相关因素
5.6.5 水系离子电池设计基本过程
5.6.6 水系离子电池设计案例
5.6.7 水系离子软包电池
5.7 液流电池设计
5.7.1 液流电池概述
5.7.2 液流电池的关键材料
5.7.3 液流电池设计关键技术
5.7.4 液流电池设计基本过程
5.7.5 液流电池发展现状
5.7.6 液流电池设计原则
5.8 电化学电容器设计
5.8.1 电化学电容器概述
5.8.2 电化学电容器设计关键技术
5.8.3 电化学电容器设计基本过程
5.8.4 电化学电容器设计
思考题
参考文献
第6章 各类化学电源应用场景
6.1 传统水系电池的应用
6.1.1 铅酸电池的应用
6.1.2 镍-镉电池的应用
6.1.3 镍-氢电池的应用
6.2 碱金属离子电池的应用
6.2.1 锂离子电池的应用
6.2.2 钠离子电池的应用
6.3 金属锂电池的应用
6.3.1 锂-硫电池的应用
6.3.2 锂-空气电池的应用
6.4 新型水系电池的应用
6.4.1 锌-空气电池的应用
6.4.2 水系离子电池的应用
6.5 液流电池的应用
6.5.1 全钒液流电池的应用
6.5.2 其他液流电池的应用
6.6 超级电容器的应用
6.6.1 超级电容器的市场和政策导向
6.6.2 超级电容器的应用
6.6.3 超级电容器标准及展望
思考题
参考文献
第7章 “双碳”目标下电化学储能的绿色低碳可再生发展
7.1 概述
7.1.1 “双碳”目标
7.1.2 “双碳”目标下的电化学储能
7.2 电化学储能的清洁生产
7.2.1 清洁生产的含义
7.2.2 清洁生产的实施
7.2.3 电池行业清洁生产评价指标体系
7.3 电化学储能的绿色再生
7.3.1 绿色再生的含义
7.3.2 绿色再生的实施
7.3.3 电池行业绿色再生评价指标体系
7.4 废旧电池的资源化
7.4.1 铅酸电池
7.4.2 镍-镉电池
7.4.3 镍-氢电池
7.4.4 锂离子电池
7.5 总结与展望
思考题
参考文献
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