離子液體電解質在新能源領域展現出極大的應用發(fā)展?jié)摿�，是當前新型電解質材料設計開發(fā)的熱點。本書基于離子液體的性質特點，以離子液體作為電解質的基礎創(chuàng)新與應用研究為主線，系統闡述了離子液體電解質的結構與性質、合成與表征、計算與模擬、物性與應用，重點介紹了近年來離子液體電解質應用于鋰離子電池、鈉離子電池、雙離子電池、鋰硫電池、鋰空氣電池、燃料電池、電化學電容器、太陽電池等能源器件的研究進展，并對其在新能源領域的機遇與挑戰(zhàn)進行了展望。
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目錄
序
前言
第1章離子液體與電解質1
1.1離子液體概述2
1.1.1離子液體的定義與分類2
1.1.2離子液體的組成與結構4
1.1.3離子液體的性能與特點8
1.1.4離子液體的發(fā)展歷程9
1.1.5離子液體的應用前景10
1.1.6離子液體的關鍵科學問題13
1.2電解質概述14
1.2.1電解質的應用需求14
1.2.2電解質的發(fā)展現狀16
1.3離子液體電解質概述18
1.3.1離子液體電解質的優(yōu)勢18
1.3.2離子液體電解質的分類18
參考文獻25
第2章離子液體的物化性質與設計優(yōu)化31
2.1離子液體的物化性質32
2.1.1熔點32
2.1.2熱穩(wěn)定性33
2.1.3黏度33
2.1.4體積性質35
2.1.5溶解性35
2.1.6極性36
2.1.7酸堿性37
2.1.8表面張力37
2.1.9折射指數38
2.2離子液體的電化學性能38
2.2.1電導率38
2.2.2電化學窗口39
2.2.3離子遷移數39
2.3離子液體電解質的結構設計40
2.3.1引入功能性取代基側鏈40
2.3.2調節(jié)離子液體電解質濃度42
2.3.3制備離子液體復合固體電解質43
參考文獻46
第3章離子液體的合成制備與表征分析51
3.1離子液體的合成制備52
3.1.1直接合成法52
3.1.2兩步合成法53
3.1.3超聲波輔助合成法54
3.1.4微波輔助合成法54
3.1.5電化學合成法55
3.1.6加熱回流法57
3.1.7液液萃取法57
3.2離子液體的表征分析57
3.2.1紅外光譜58
3.2.2核磁共振60
3.2.3紫外可見吸收光譜62
3.2.4電噴霧質譜65
3.2.5拉曼光譜66
3.2.6光電子能譜67
3.2.7X射線衍射70
3.2.8同步輻射72
3.2.9電化學法72
3.2.10熱重分析法74
3.2.11溶液量熱法74
參考文獻75
第4章離子液體的理論計算與模擬分析80
4.1密度泛函理論及其在離子液體研究中的應用81
4.1.1密度泛函理論81
4.1.2密度泛函理論在離子液體研究中的應用83
4.2分子動力學模擬及其在離子液體研究中的應用95
4.2.1分子動力學模擬96
4.2.2分子動力學模擬在離子液體研究中的應用98
參考文獻111
第5章離子液體電解質的設計制備與物性研究117
5.1離子液體電解液的設計制備與物性研究118
5.1.1電解質鹽的選擇及配制118
5.1.2離子液體電解液的設計制備119
5.1.3離子液體電解液的物性研究127
5.2離子液體復合固體電解質的設計制備與物性研究132
5.2.1離子液體聚合物電解質132
5.2.2復合固體電解質140參考文獻148
第6章離子液體電解質在鋰離子電池中的應用155
6.1鋰離子電池概述156
6.1.1工作原理156
6.1.2鋰離子電池中常用的電解質158
6.2離子液體在鋰離子電池中的應用170
6.2.1純離子液體電解質170
6.2.2離子液體/有機溶劑電解質173
6.2.3離子液體復合固體電解質177
6.2.4離子液體其他功能181參考文獻182
第7章離子液體電解質在鈉離子電池中的應用193
7.1鈉離子電池概述194
7.1.1工作原理195
7.1.2鈉離子電池中常用的電解質197
7.2離子液體在鈉離子電池中的應用207
7.2.1離子液體電解質207
7.2.2離子液體凝膠電解質212參考文獻213
第8章離子液體電解質在雙離子電池中的應用221
8.1雙離子電池概述222
8.1.1工作原理222
8.1.2雙離子電池中常用的電解質224
8.2離子液體在雙離子電池中的應用229
參考文獻235
第9章離子液體電解質在鋰硫電池中的應用240
9.1鋰硫電池概述241
9.1.1工作原理241
9.1.2鋰硫電池中常用的電解質245
9.2離子液體在鋰硫電池中的應用250
9.2.1純離子液體電解質250
9.2.2離子液體/有機溶劑電解質253
9.2.3離子液體聚合物電解質255
9.2.4離子液體/無機復合固體電解質257
9.2.5離子液體其他應用259
參考文獻263
第10章離子液體電解質在鋰空氣電池中的應用270
10.1鋰空氣電池概述271
10.1.1工作原理271
10.1.2鋰空氣電池中常用的電解質273
10.2離子液體在鋰空氣電池中的應用281
10.2.1純離子液體電解質281
10.2.2混合電解質283
10.2.3凝膠電解質285
10.2.4固體電解質287
參考文獻287
第11章離子液體電解質在燃料電池中的應用295
11.1燃料電池概述296
11.1.1工作原理296
11.1.2質子交換膜燃料電池297
11.2常規(guī)質子交換膜298
11.3陰離子交換膜299
11.3.1季銨型陰離子交換膜299
11.3.2咪唑型陰離子交換膜300
11.4離子液體在燃料電池中的應用301
11.4.1離子液體電解質301
11.4.2離子液體/聚合物膜303
11.4.3有機離子塑性晶體電解質307
參考文獻309
第12章離子液體電解質在電化學電容器中的應用317
12.1電化學電容器概述318
12.1.1工作原理319
12.1.2電化學電容器中常用的電解質320
12.2離子液體的物化性質對電化學電容器的影響321
12.2.1熱穩(wěn)定性321
12.2.2工作電壓322
12.2.3離子導電性323
12.2.4界面性質324
12.3離子液體在電化學電容器中的應用329
12.3.1純離子液體電解質329
12.3.2離子液體/有機溶劑電解質333
12.3.3離子液體復合固體電解質334
參考文獻337
第13章離子液體電解質在太陽電池中的應用347
13.1太陽電池概述348
13.2染料敏化太陽電池349
13.2.1工作原理349
13.2.2DSSC電解質351
13.2.3常用液體電解質351
13.3離子液體在染料敏化太陽電池中的應用352
13.3.1離子液體電解質352
13.3.2聚離子液體電解質355
參考文獻357
第14章結束語362
14.1離子液體電解質的全家譜363
14.2離子液體電解質的技術問題清單364
14.3離子液體電解質的未來發(fā)展方向368
14.4離子液體行業(yè)現狀與產業(yè)鏈布局370
14.5離子液體未來的應用暢想372
參考文獻375
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