内容推荐 本书介绍了锂离子电容器的发展历史、工作原理、性能特点和基本概念,重点阐述了锂离子电容器的正极材料、负极材料、电解液、负极预嵌锂技术的研究进展,探讨了制备方法、理化性质及其对锂离子电容器性能的影响,论述了锂离子电容器的制备工艺、测试评价、失效分析、系统集成及其应用。本书涵盖了锂离子电容器关键科学问题,兼顾了实际工程技术问题,汇集了国内外研究者的最新研究成果,体现了锂离子电容器的研究现状和未来发展趋势。 本书可供材料、化学、新能源、储能、电气等领域从事化学电源研究和设计的科研人员及高等院校相关专业研究生学习参考。 作者简介 马衍伟,中国科学院电工研究所研究员、博士生导师,中国科学院大学岗位教授。国家杰出青年科学基金获得者(2010年),国家“万人计划”领军人才,国务院政府特殊津贴专家。现为中国科学院电工研究所超导与能源新材料研究部主任、中国科学院物理研究所超导国家重点实验室学术委员会委员、美国应用超导大会程序委员会委员、国际低温材料大会委员会委员、欧洲应用超导大会国际咨询委员会委员、IEEE电力与能源协会(PES)储能技术委员会(中国)常务理事以及Superconductor Science and Technology、Physica C、《物理》等期刊编委。担任国家重点研发计划项目首席科学家、科技部重点领域创新团队负责人。 长期从事实用超导材料、高比能超级电容器及关键材料研究。相关工作曾入选科技部“十一五”国家重大科技成就展。迄今为止,发表SCI论文360多篇,获得国家发明专利授权90余项,在国际会议上作Invited/Plenary报告70多次。多次入选爱思唯尔中国高被引学者,获得“中国科学院先进工作者”荣誉称号,并人选2019中国科学年度新闻人物。由于在新型铁基超导材料实用化研究领域的开创性工作,荣获欧洲应用超导学会“2019年国际应用超导杰出贡献奖”(系我国首次获奖)。 目录 序言 前言 第1章 锂离子电容器简介 1.1 概述 1.2 锂离子电容器的诞生与发展 1.2.1 电化学电容器概述 1.2.2 锂离子电容器的发展 1.3 锂离子电容器的分类及工作原理 1.3.1 锂离子电容器的分类 1.3.2 锂离子电容器的工作原理 1.4 锂离子电容器的基本概念 参考文献 第2章 锂离子电容器正极材料 2.1 概述 2.2 活性炭 2.2.1 活性炭的微观结构和化学性质 2.2.2 活性炭的孔径分布 2.2.3 活性炭的制备方法 2.2.4 活性炭的化学改性 2.2.5 活性炭在锂离子电容器中的应用 2.3 模板碳 2.4 碳纳米管 2.5 石墨烯 2.5.1 石墨烯的基本物性 2.5.3 石墨烯在锂离子电容器中的应用 2.5.4 基于CO2转化的石墨烯基电极材料 2.6 生物质炭 2.6.1 生物炭的形成过程 2.6.2 生物炭的表面及内部结构 2.6.4 生物炭在锂离子电容器中的应用 2.7 碳气凝胶 2.8 其他正极材料 2.9 本章结语 参考文献 第3章 锂离子电容器负极材料 3.1 概述 3.2 碳基负极材料 3.2.1 石墨类材料 3.2.2 中间相炭微球 3.2.3 硬碳 3.2.4 软碳 3.2.5 石墨烯 3.2.6 碳纳米管 3.2.7 碳纳米纤维 3.2.8 其他碳材料 3.3 含锂氧化物负极材料 3.3.1 钛酸锂 3.3.2 钒酸锂 3.3.3 硅酸钛锂 3.4 过渡金属氧化物负极材料 3.4.1 氧化锰 3.4.2 铁氧化物 3.4.3 钴氧化物 3.4.4 氧化镍 3.4.5 氧化钼 3.4.6 氧化钛 3.4.7 氧化铌 3.4.8 复合金属氧化物 3.4.9 其他氧化物 3.5 金属硫族化合物负极材料 3.5.1 硫化物 3.5.2 硒化物 3.5.3 碲化物 3.5.4 材料改性研究 3.6 合金型负极材料 3.6.1 Si基负极材料 3.6.2 Sn基负极材料 3.6.3 其他合金型负极材料 3.7 MXene负极材料 3.7.1 Ti3C2Tx 3.7.2 Nb2CTx 3.8 其他负极材料 3.8.1 过渡金属碳化物 3.8.2 过渡金属氮化物 3.8.3 过渡金属氟化物 3.8.4 过渡金属磷化物 3.9 本章结语 参考文献 第4章 锂离子电容器电解液 4.1 概述 4.2 电解液与电极的相互作用 4.2.1 电解液与负极的相互作用 4.2.2 电解液与正极的相互作用 4.3 锂盐 4.3.1 LiPF 4.3.2 LiTFSI 4.3.3 LiFSI 4.3.4 LiBOB 4.3.5 LiODFB 4.3.6 其他锂盐 4.4 有机溶剂 4.4.1 碳酸酯 4.4.2 醚类 4.4.3 羧酸酯 4.4.4 砜类 4.4.5 其他有机溶剂 4.5 功能添加剂 4.5.1 成膜添加剂 4.5.2 高电压添加剂 4.5.3 高温添加剂 4.5.4 低温添加剂 4.5.5 阻燃添加剂 4.5.6 其他添加剂 4.6 电解液体系 4.6.1 有机体系 4.6.2 水系体系 4.6.3 离子液体体系 4.6.4 高浓度盐体系 4.7 本章结语 参考文献 第5章 锂离子电容器负极预嵌锂技术 5.1 概述 5.2 金属锂嵌锂法 5.2.1 金属锂接触嵌锂 5.2.2 钝化锂粉接触嵌锂 5.2.3 金属锂电极电化学嵌锂 5.3 正极添加剂辅助嵌锂法 5.3.1 二元锂化合物 5.3.2 有机锂化合物 5.3.3 富锂过渡金属氧化物 5.3.4 其他锂盐化合物 5.4 电解液嵌锂法 5.5 化学溶液嵌锂法 5.6 本章结语 参考文献 第6章 锂离子电池电容 6.1 概述 6.1.1 结构和工作原理 6.1.2 储能机制和预嵌锂容量 6.2 锂离子电池电容的结构 6.2.1 混合双材料 6.2.2 分段双材料 6.2.3 其他复合结构 6.3 材料体系 6.3.1 LiCoO2+AC体系 6.3.2 LiFePO4+AC体系 6.3.3 LiMn2O4+AC体系 6.3.4 LiNixCoyMnzO2+AC体系 6.3.5 Li3V2(PO4)3+AC体系 6.4 本章结语 参考文献 第7章 柔性固态电容器 7.1 概述 7.2 柔性电极与器件的设计制备 7.2.1 柔性薄膜超级电容器 7.2.2 叉指状微型超级电容器 7.2.3 纤维状超级电容器 7.2.4 其他特殊结构柔性超级电容器 7.3 固态电解质 7.3.1 全固态电解质 7.3.2 凝胶固态电解质 7.4 器件的柔性性能表征 7.5 本章结语 参考文献 第8章 锂离子电容器表征和测试技术 8.1 概述 8.2 光谱表征技术 8.2.1 X射线衍射 8.2.2 同步辐射X射线衍射 8.2.3 X射线吸收光谱 8.2.4 X射线光电子能谱 8.2.5 拉曼光谱 8.2.6 红外光谱 8.3 电镜表征技术 8.3.1 扫描电子显微镜 8.3.2 透射电子显微镜 8.3.3 原子力显微镜 8.4 核磁共振波谱技术 8.5 低温氮气吸脱附表征技术 8.6 电化学表征技术 8.6. |