国之重器出版工程 钠离子电池先进技术及应用

图书标准信息

• 作者 谢嫚 吴锋 黄永鑫
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2020-12
• 版次 1
• ISBN 9787121399138
• 定价 139.00元
• 装帧 其他
• 开本 其他
• 纸张 胶版纸
• 页数 357页
• 字数 405千字

【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。*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 MXene188

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