目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 鈉離子電池發(fā)展背景 1
1.2 鈉離子電池的工作原理 4
1.3 鈉離子電池的特點(diǎn) 5
1.4 水系鈉離子電池 7
參考文獻(xiàn) 7
第2章 鈉離子電池正極材料 9
2.1 過(guò)渡金屬氧化物 10
2.1.1 層狀過(guò)渡金屬氧化物 10
2.1.2 隧道型過(guò)渡金屬氧化物 24
2.2 普魯士藍(lán)類(lèi)化合物 25
2.2.1 類(lèi)普魯士藍(lán)的結(jié)構(gòu)及晶體缺陷 25
2.2.2 Fe基類(lèi)普魯士藍(lán) 28
2.2.3 Mn基類(lèi)普魯士藍(lán) 29
2.2.4 Co基類(lèi)普魯士藍(lán) 30
2.2.5 Ni、Cu基類(lèi)普魯士藍(lán) 30
2.2.6 類(lèi)普魯士藍(lán)化合物的性能優(yōu)化 31
2.3 聚陰離子型化合物 33
2.3.1 磷酸鹽類(lèi)化合物 33
2.3.2 硫酸鹽類(lèi)化合物 40
2.4 有機(jī)正極材料 42
2.4.1 有機(jī)電極材料的儲(chǔ)鈉機(jī)理 42
2.4.2 有機(jī)電極材料的類(lèi)型 44
參考文獻(xiàn) 57
第3章 鈉離子電池負(fù)極材料 62
3.1 鈉離子電池負(fù)極材料的要求 62
3.2 金屬鈉負(fù)極 62
3.2.1 優(yōu)化液態(tài)電解質(zhì)體系 63
3.2.2 人工構(gòu)建SEI膜 70
3.2.3 構(gòu)建金屬鈉沉積的基底材料 72
3.2.4 金屬鈉沉積集流體的修飾 73
3.2.5 固態(tài)電解質(zhì) 74
3.3 碳負(fù)極 77
3.3.1 碳材料概述 77
3.3.2 儲(chǔ)鈉碳材料 80
3.4 合金負(fù)極 89
3.4.1 錫 91
3.4.2 銻 93
3.4.3 其他合金負(fù)極 95
3.5 金屬氧族化合物 95
3.5.1 儲(chǔ)鈉機(jī)理 95
3.5.2 金屬氧化物 98
3.5.3 金屬硫/硒化物 104
3.6 磷及磷化物 109
3.6.1 單質(zhì)磷 109
3.6.2 磷化物 113
3.7 有機(jī)負(fù)極材料 116
3.7.1 羧酸鹽類(lèi)化合物 116
3.7.2 C=N基化合物 117
3.7.3 有機(jī)負(fù)極材料改性方法 118
3.7.4 有機(jī)負(fù)極材料展望 120
參考文獻(xiàn) 121
第4章 電解質(zhì)(液) 127
4.1 電解質(zhì)的基本概念 127
4.2 有機(jī)電解液 130
4.2.1 電解液溶劑 130
4.2.2 鈉鹽 133
4.2.3 鈉鹽的濃度 135
4.2.4 固態(tài)電解質(zhì)界面膜 135
4.2.5 溶劑化結(jié)構(gòu) 141
4.2.6 電解液功能添加劑 142
4.3 離子液體 145
4.3.1 常見(jiàn)的離子液體簡(jiǎn)介 147
4.3.2 離子液體作為阻燃添加劑 148
4.3.3 離子液體對(duì)固態(tài)電解質(zhì)界面膜的影響 148
參考文獻(xiàn) 148
第5章 固態(tài)鈉離子電池 154
5.1 概述 154
5.2 聚合物固態(tài)電解質(zhì) 155
5.2.1 鈉離子在聚合物固態(tài)電解質(zhì)的傳導(dǎo)機(jī)制 157
5.2.2 PEO基聚合物鈉離子固態(tài)電解質(zhì) 158
5.2.3 聚碳酸酯基聚合物鈉離子固態(tài)電解質(zhì) 159
5.2.4 其他聚合物鈉離子固態(tài)電解質(zhì) 160
5.2.5 復(fù)合聚合物鈉離子固態(tài)電解質(zhì) 160
5.3 無(wú)機(jī)鈉離子固態(tài)電解質(zhì) 161
5.3.1 鈉離子在無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)中的擴(kuò)散機(jī)制 162
5.3.2 氧化物鈉離子固態(tài)電解質(zhì) 162
5.3.3 硫化物鈉離子固態(tài)電解質(zhì) 166
5.4 全固態(tài)鈉離子電池的界面 167
5.4.1 鈉離子固態(tài)電解質(zhì)/金屬鈉負(fù)極界面問(wèn)題 169
5.4.2 鈉離子固態(tài)電解質(zhì)/正極材料界面問(wèn)題 171
5.4.3 固態(tài)鈉離子電池的界面表征 172
參考文獻(xiàn) 173
第6章 水系鈉離子電池材料及技術(shù) 178
6.1 正極材料 179
6.1.1 錳基氧化物 179
6.1.2 聚陰離子化合物 182
6.1.3 普魯士藍(lán)類(lèi)化合物(類(lèi)普魯士藍(lán)) 182
6.2 負(fù)極材料 185
6.2.1 NASICON型負(fù)極材料[NaTi2(PO4)3] 185
6.2.2 釩基化合物 187
6.2.3 有機(jī)羰基化合物 187
6.3 電解液 189
6.3.1 水系電解液的設(shè)計(jì) 190
6.3.2 水系電解液的制備及參數(shù) 191
6.4 水系鈉離子電池的挑戰(zhàn)和未來(lái)展望 197
6.4.1 水系電解液中的析氫和析氧反應(yīng) 197
6.4.2 電極材料與水或氧氣的反應(yīng) 197
6.4.3 電極材料在水中的溶解 197
6.4.4 負(fù)極材料的選擇和優(yōu)化 198
6.4.5 質(zhì)子和鈉離子的共嵌 198
6.4.6 集流體的腐蝕 198
6.4.7 黏結(jié)劑的影響 199
6.5 小結(jié) 199
參考文獻(xiàn) 199