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国之重器出版工程 钠离子电池先进技术及应用
作者：谢嫚，吴锋，黄永鑫 著
出版社：电子工业出版社
出版时间：2020-12-01
ISBN：9787121399138
定价：¥139.00
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内容简介
本书针对钠离子电池关键材料的基础研究与高性能钠离子电池的制备技术进行了全方位的探索。书中从各种材料的机理研究、改性研究和应用研究三个方面进行了详细的讨论，并介绍了多种先进的研究技术，包括同步辐射技术、中子衍射技术和电化学原位测试技术等，从微观到宏观揭示了不同材料的作用机制与发展前景。最后还介绍了钠离子电池产业化道路与设想，总结了钠离子电池工业化在经济、环境、资源和技术等方面的优势。
作者简介
谢嫚，1965年1月出生，工学博士，北京理工大学材料学院副教授，国家高技术绿色材料发展中心研究员。研究领域主要从事新能源技术和绿色二次电池的开发与应用研究。重点研究方向为锂离子电池、钠离子电池、水系电池新体系的开发及关键材料。主要成就目前作为项目负责人承担国家重点研发计划项目1项，作为骨干研究成员参与国家“973”计划项目、国家“863”计划项目等重大研究项目多项。获省部级科学技术一等奖1项。在Advanced Materials、 Advanced Science、Nano Energy、Small等国际期刊上累计发表学术论文50余篇。获授权国家发明专利8项。曾担任中国稀土学会理事，中国化学会（CCS）会员，是Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials、Nano Energy等期刊的特约审稿人。入选北京市（2016年）、镇江市（2011年）科技人才计划，获得政府资金和政策支持。作为指导教师带领学生参加科技创新、创业大赛，2020年获北京市优秀创业团队一等奖。
目录
第 1章 钠离子电池的发展历程和现状 1
1．1 新能源的兴起和发展 1
1．2 钠离子电池的发展历程 5
1．3 钠离子电池基本原理 9
1．4 钠离子电池关键材料概述 10
1．5 钠离子电池的发展趋势 14
参考文献 14
第 2章 钠离子电池的测试和研究方法 17
2．1 电极材料的测试分析 17
2．1．1 电极材料的结构和组成测试 17
2．1．2 电极材料的电化学性能测试 34
2．2 电解质的测试分析 41
2．2．1 钠离子电池液态电解质分析 41
2．2．2 钠离子电池固态电解质分析 43
2．2．3 钠离子电池界面分析 45
2．3 钠离子电池原位检测技术 46
2．3．1 原位结构和组分演化研究 47
2．3．2 原位形貌演化研究 53
参考文献 57
第3章 钠离子电池正极材料 61
3．1 过渡金属氧化物正极材料 62
3．1．1 O3型结构过渡金属氧化物 64
3．1．2 P2型结构过渡金属氧化物 75
3．1．3 隧道结构过渡金属氧化物 82
3．2 聚阴离子型正极材料 88
3．2．1 磷酸盐型聚阴离子化合物 89
3．2．2 焦磷酸盐型聚阴离子化合物 93
3．2．3 硫酸根型聚阴离子化合物 94
3．2．4 掺杂磷酸盐型聚阴离子化合物 96
3．3 普鲁士蓝及其类似物正极材料 100
3．3．1 基于单位点反应的普鲁士蓝类似物化合物 103
3．3．2 基于双位点反应的普鲁士蓝化合物 106
3．3．3 基于双位点反应的普鲁士蓝类似物化合物 109
3．3．4 结构形态优化的普鲁士蓝类似物化合物 117
3．4 其他钠离子电池正极材料 124
3．4．1 过渡金属氟化物 124
3．4．2 含钠有机化合物正极材料 125
参考文献 128
第4章 钠离子电池负极材料 142
4．1 碳基负极材料 143
4．1．1 石墨 144
4．1．2 石墨烯 146
4．1．3 软碳 147
4．1．4 硬碳 149
4．1．5 其他碳材料 151
4．2 钛基负极材料 154
4．2．1 TiO2负极材料 154
4．2．2 LixTiOy类负极材料 158
4．2．3 NaxTiOy类负极材料 160
4．2．4 NaTi2(PO4)3类负极材料 163
4．3 转化反应型负极材料 165
4．3．1 金属氧化物负极材料 165
4．3．2 金属硫化物负极材料 169
4．3．3 金属硒化物负极材料 174
4．3．4 金属磷化物负极材料 177
4．3．5 金属氟化物负极材料 180
4．4 金属间化合物负极材料 181
4．4．1 金属负极材料（Sn、Pb、Bi） 182
4．4．2 类金属负极材料（Si、Ge、As、Sb） 184
4．4．3 非金属（P） 187
4．5 其他负极材料 188
4．5．1 MXene 188
4．5．2 有机化合物负极材料 189
4．5．3 金属钠负极材料 190
参考文献 193
第5章 钠离子电池电解质 209
5．1 电解质概述及其特性 209
5．1．1 化学 电化学稳定性 210
5．1．2 热稳定性 213
5．1．3 离子传输性能 215
5．1．4 其他性能 217
5．2 钠盐 218
5．3 有机液体电解质 220
5．3．1 碳酸酯基电解质 222
5．3．2 醚基电解质 229
5．4 离子液体电解质 234
5．4．1 电解质的离子种类 236
5．4．2 热稳定性 237
5．4．3 理化性质 238
5．4．4 电化学性质 241
5．5 固态电解质 242
5．5．1 聚合物电解质 242
5．5．2 无机固态电解质 244
5．5．3 混合电解质 254
5．6 水系电解质 259
5．7 电极 电解质相界面 264
5．7．1 电极 电解质相界面基本特性 264
5．7．2 电极 电解质相界面模型 266
5．7．3 电极 电解质改性研究 274
参考文献 277
第6章 钠离子电池商业化进程 305
6．1 钠离子电池SWOT分析 306
6．1．1 优势 307
6．1．2 劣势 314
6．1．3 机会 317
6．1．4 威胁 321
6．2 钠离子全电池研究进展 322
6．2．1 有机系钠离子全电池 323
6．2．2 水系钠离子全电池 331
6．2．3 全固态钠电池 338
6．3 钠离子电池结构设计 341
6．3．1 软包电池 342
6．3．2 圆柱/方形电池 343
6．3．3 柔性/可拉伸电池 345
参考文献
1．1 新能源的兴起和发展 1
1．2 钠离子电池的发展历程 5
1．3 钠离子电池基本原理 9
1．4 钠离子电池关键材料概述 10
1．5 钠离子电池的发展趋势 14
参考文献 14
第 2章 钠离子电池的测试和研究方法 17
2．1 电极材料的测试分析 17
2．1．1 电极材料的结构和组成测试 17
2．1．2 电极材料的电化学性能测试 34
2．2 电解质的测试分析 41
2．2．1 钠离子电池液态电解质分析 41
2．2．2 钠离子电池固态电解质分析 43
2．2．3 钠离子电池界面分析 45
2．3 钠离子电池原位检测技术 46
2．3．1 原位结构和组分演化研究 47
2．3．2 原位形貌演化研究 53
参考文献 57
第3章 钠离子电池正极材料 61
3．1 过渡金属氧化物正极材料 62
3．1．1 O3型结构过渡金属氧化物 64
3．1．2 P2型结构过渡金属氧化物 75
3．1．3 隧道结构过渡金属氧化物 82
3．2 聚阴离子型正极材料 88
3．2．1 磷酸盐型聚阴离子化合物 89
3．2．2 焦磷酸盐型聚阴离子化合物 93
3．2．3 硫酸根型聚阴离子化合物 94
3．2．4 掺杂磷酸盐型聚阴离子化合物 96
3．3 普鲁士蓝及其类似物正极材料 100
3．3．1 基于单位点反应的普鲁士蓝类似物化合物 103
3．3．2 基于双位点反应的普鲁士蓝化合物 106
3．3．3 基于双位点反应的普鲁士蓝类似物化合物 109
3．3．4 结构形态优化的普鲁士蓝类似物化合物 117
3．4 其他钠离子电池正极材料 124
3．4．1 过渡金属氟化物 124
3．4．2 含钠有机化合物正极材料 125
参考文献 128
第4章 钠离子电池负极材料 142
4．1 碳基负极材料 143
4．1．1 石墨 144
4．1．2 石墨烯 146
4．1．3 软碳 147
4．1．4 硬碳 149
4．1．5 其他碳材料 151
4．2 钛基负极材料 154
4．2．1 TiO2负极材料 154
4．2．2 LixTiOy类负极材料 158
4．2．3 NaxTiOy类负极材料 160
4．2．4 NaTi2(PO4)3类负极材料 163
4．3 转化反应型负极材料 165
4．3．1 金属氧化物负极材料 165
4．3．2 金属硫化物负极材料 169
4．3．3 金属硒化物负极材料 174
4．3．4 金属磷化物负极材料 177
4．3．5 金属氟化物负极材料 180
4．4 金属间化合物负极材料 181
4．4．1 金属负极材料（Sn、Pb、Bi） 182
4．4．2 类金属负极材料（Si、Ge、As、Sb） 184
4．4．3 非金属（P） 187
4．5 其他负极材料 188
4．5．1 MXene 188
4．5．2 有机化合物负极材料 189
4．5．3 金属钠负极材料 190
参考文献 193
第5章 钠离子电池电解质 209
5．1 电解质概述及其特性 209
5．1．1 化学 电化学稳定性 210
5．1．2 热稳定性 213
5．1．3 离子传输性能 215
5．1．4 其他性能 217
5．2 钠盐 218
5．3 有机液体电解质 220
5．3．1 碳酸酯基电解质 222
5．3．2 醚基电解质 229
5．4 离子液体电解质 234
5．4．1 电解质的离子种类 236
5．4．2 热稳定性 237
5．4．3 理化性质 238
5．4．4 电化学性质 241
5．5 固态电解质 242
5．5．1 聚合物电解质 242
5．5．2 无机固态电解质 244
5．5．3 混合电解质 254
5．6 水系电解质 259
5．7 电极 电解质相界面 264
5．7．1 电极 电解质相界面基本特性 264
5．7．2 电极 电解质相界面模型 266
5．7．3 电极 电解质改性研究 274
参考文献 277
第6章 钠离子电池商业化进程 305
6．1 钠离子电池SWOT分析 306
6．1．1 优势 307
6．1．2 劣势 314
6．1．3 机会 317
6．1．4 威胁 321
6．2 钠离子全电池研究进展 322
6．2．1 有机系钠离子全电池 323
6．2．2 水系钠离子全电池 331
6．2．3 全固态钠电池 338
6．3 钠离子电池结构设计 341
6．3．1 软包电池 342
6．3．2 圆柱/方形电池 343
6．3．3 柔性/可拉伸电池 345
参考文献
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