石墨烯電化學(xué)儲能技術(shù)

定　價：￥238.00

作　者：	楊全紅
出版社：	華東理工大學(xué)出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787562864073	出版時間：	2021-07-01	包裝：	精裝
開本：	16開	頁數(shù)：	312	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書圍繞石墨烯在電化學(xué)儲能技術(shù)中的應(yīng)用，重點對超級電容器、鋰離子電池、鋰硫電池等電化學(xué)儲能器件中涉及的石墨烯基材料進行了介紹，系統(tǒng)闡述了石墨烯在多種電化學(xué)儲能器件中的角色及功能，給出了一系列石墨烯應(yīng)用于電化學(xué)儲能器件的方法、策略和實例。本書共九章，1章為緒論，主要闡述了電化學(xué)儲能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及石墨烯應(yīng)用于電化學(xué)儲能領(lǐng)域的潛力。第2~6 章分別針對不同的電化學(xué)儲能器件（超級電容器、鋰離子電池、鋰硫電池、鋰空氣電池、鈉離子電池）系統(tǒng)闡述石墨烯在其中扮演的角色以及電化學(xué)儲能用石墨烯基材料的設(shè)計策略。第7、8章進一步將石墨烯基材料的設(shè)計策略拓展到新型儲能技術(shù)體系，包括鋰金屬負極等其他電化學(xué)儲能器件的設(shè)計和應(yīng)用。第9章對石墨烯應(yīng)用于電化學(xué)儲能器件的發(fā)展機遇和面臨的挑戰(zhàn)做了系統(tǒng)評述。

作者簡介

　　楊全紅博士，天津大學(xué)講席教授、博士生導(dǎo)師，新加坡國立大學(xué)（NUS）-天津大學(xué)（TJU）福州學(xué)院教授、PI，清華-伯克利深圳學(xué)院客座教授。國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、中組部“萬人計劃”領(lǐng)軍人才、天津市有突出貢獻專家、科睿唯安“全球高被引科學(xué)家”和愛思唯爾“中國高被引學(xué)者”，享受國務(wù)院政府特殊津貼。1994 年畢業(yè)于天津大學(xué)，1999 年畢業(yè)于中科院煤化所，其后在中科院金屬研究所、法國科研中心、日本東北大學(xué)、英國南安普頓大學(xué)從事博士后研究。從事碳功能材料、新型二維材料和先進電池研究，在Nature Commun.， J. Am. Chem. Soc.， Adv. Mater.， Energy Environ. Sci. 等刊物發(fā)表論文200余篇，他人引用 18000 余次，H因子 77。出版石墨烯材料專著《石墨烯：化學(xué)剝離與組裝》，擁有中國和國際授權(quán)發(fā)明專利40余項。成果曾獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎（2017）、教育部高等學(xué)校科學(xué)研究優(yōu)秀成果一等獎（2019）、天津市自然科學(xué)一等獎（2013）等學(xué)術(shù)獎勵。擔任儲能領(lǐng)域知名刊物《Energy Storage Materials》副主編、《Carbon》、《Science China Materials》等10份刊物編委，為《人民日報》等撰寫評論文章。

圖書目錄

1章　緒論001
1.1 電化學(xué)儲能技術(shù)003
1.1.1 簡介003
1.1.2 電化學(xué)儲能面臨的機遇與挑戰(zhàn)004
1.2 石墨烯的發(fā)現(xiàn)與制備006
1.2.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn)006
1.2.2 石墨烯的性質(zhì)007
1.2.3 石墨烯的制備技術(shù)008
1.3 生逢其時———石墨烯在電化學(xué)儲能領(lǐng)域的應(yīng)用009
1.3.1 碳與石墨烯009
1.3.2 石墨烯用于儲能的研究進展010
1.3.3 石墨烯基材料與電極的組裝策略011
1.3.4 石墨烯的使命012
參考文獻014
第2 章　石墨烯在超級電容器中的應(yīng)用017
2.1 超級電容器概述019
2.1.1 分類與儲能機理020
2.1.2 應(yīng)用領(lǐng)域022
2.2 石墨烯基超級電容器的設(shè)計023
2.2.1 石墨烯基雙電層電容器023
2.2.2 石墨烯基贗電容器030
2.3 石墨烯作為模板構(gòu)建超電容材料032
2.4 基于石墨烯組裝體的電極材料的構(gòu)建033
2.4.1 一維石墨烯基組裝體034
2.4.2 二維石墨烯基組裝體036
2.4.3 三維石墨烯基組裝體037
2.5 應(yīng)用前景展望041
參考文獻042
第3 章　石墨烯在鋰離子電池中的應(yīng)用047
3.1 鋰離子電池簡介049
3.1.1 發(fā)展歷史049
3.1.2 機遇與挑戰(zhàn)051
3.2 鋰離子電池正極052
3.2.1 石墨烯導(dǎo)電添加劑053
3.2.2 石墨烯基復(fù)合物作為鋰離子電池正極材料062
3.3 鋰離子電池負極067
3.3.1 石墨烯在鋰離子電池負極中的應(yīng)用070
3.3.2 石墨烯/非碳復(fù)合材料作為鋰離子電池負極073
3.4 其他應(yīng)用078
3.5 材料設(shè)計展望080
參考文獻081
第4 章　石墨烯在鋰硫電池中的應(yīng)用089
4.1 鋰硫電池簡介091
4.1.1 特點091
4.1.2 工作機理092
4.1.3 面臨的挑戰(zhàn)093
4.2 石墨烯在正極結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用094
4.2.1 石墨烯/硫復(fù)合正極材料095
4.2.2 石墨烯/硫/碳復(fù)合正極098
4.2.3 石墨烯/硫/聚合物復(fù)合正極材料100
4.2.4 石墨烯/硫/無機顆粒復(fù)合正極材料101
4.2.5 石墨烯/Li2S復(fù)合正極材料104
4.3 石墨烯在鋰硫電池隔膜中的應(yīng)用106
4.3.1 石墨烯及其衍生物修飾隔膜106
4.3.2 石墨烯/碳材料修飾隔膜109
4.3.3 石墨烯/有機物修飾隔膜111
4.3.4 石墨烯/無機物修飾隔膜113
4.4 鋰硫電池催化114
4.4.1 過渡金屬化合物催化劑116
4.4.2 單原子催化劑117
4.4.3 異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑119
4.5 結(jié)論與展望120
參考文獻121
第5 章　石墨烯在鋰空氣電池中的應(yīng)用125
5.1 鋰空氣電池概述127
5.1.1 鋰空氣電池的特點127
5.1.2 鋰空氣電池的工作機理128
5.1.3 鋰空氣電池存在的問題129
5.2 鋰空氣電池正極催化劑材料的研究進展130
5.3 石墨烯在鋰空氣電池電極材料中的應(yīng)用133
5.3.1 石墨烯基正極催化劑133
5.3.2 石墨烯/其他組分復(fù)合材料基正極催化劑139
5.4 應(yīng)用前景與展望145
參考文獻148
第6 章　石墨烯在鈉離子電池中的應(yīng)用151
6.1 鈉離子電池技術(shù)概述153
6.2 石墨烯在鈉離子電池電極材料中的應(yīng)用156
6.2.1 石墨烯用作鈉離子電池負極材料156
6.2.2 石墨烯負極界面優(yōu)化167
6.2.3 石墨烯復(fù)合材料用作電極材料170
6.3 石墨烯在鈉金屬負極中的應(yīng)用193
6.3.1 可加工鈉金屬負極193
6.3.2 鈉空氣電池196
6.3.3 鈉二氧化碳電池198
6.3.4 室溫鈉硫電池200
6.4 鈉離子電池用石墨烯應(yīng)用展望201
參考文獻202
第7 章　石墨烯在鋰金屬負極中的應(yīng)用207
7.1 鋰金屬負極概述209
7.1.1 應(yīng)用前景209
7.1.2 發(fā)展與挑戰(zhàn)209
7.2 石墨烯基鋰金屬負極支架212
7.2.1 大表面積的石墨烯骨架212
7.2.2 改性石墨烯對鋰金屬沉積性能的影響217
7.2.3 石墨烯支架對鋰金屬的機械性能的影響218
7.3 石墨烯基中間功能層221
7.3.1 鋰金屬負極界面保護221
7.3.2 離子濃度調(diào)節(jié)層223
7.4 金屬鋰負極表面封裝225
7.5 應(yīng)用前景展望226
參考文獻227
第8 章　石墨烯在其他儲能器件中的應(yīng)用231
8.1 概述233
8.2 混合電容器234
8.2.1 鋰離子電容器234
8.2.2 鈉離子電容器248
8.2.3 其他混合儲能器件254
8.3 雙離子電池256
8.3.1 概述256
8.3.2 石墨烯在雙離子電池中的應(yīng)用258
8.4 鉛酸蓄電池259
8.4.1 概述259
8.4.2 石墨烯在鉛酸蓄電池中的應(yīng)用260
8.5 展望262
參考文獻264
第9 章　“石墨烯 ”儲能的機遇和挑戰(zhàn)269
9.1 時代機遇和研發(fā)進展271
9.2 認識誤區(qū)和觀念更正272
9.3 “石墨烯 ”電池(儲能)———夢想終將照進現(xiàn)實273
9.3.1 石墨烯———做傳統(tǒng)碳材料做不好的事情274
9.3.2 石墨烯———做傳統(tǒng)碳材料做不了的事情275
9.3.3 石墨烯儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化推進的幾點建議276
索引278