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1 概述1

本章内容提要1

1.1 能源1

1.2 新能源2

1.3 新能源技术3

1.4 新能源材料3

1.5 新能源材料的关键技术4

思考题6

参考文献7

2 金属氢化物镍电池材料8

本章内容提要8

2.1 金属氢化物镍电池简介8

2.1.1 金属氢化物镍电池工作原理8

2.1.2 储氢合金的基本特征9

2.1.3 储氢合金电极材料的主要特征11

2.2 储氢合金负极材料12

2.2.1 AB5型混合稀土系统储氢电极合金13

2.2.2 AB2型Laves相储氢电极合金25

2.2.3 其他新型高容量储氢合金电极材料28

2.3 镍正极材料31

2.3.1 氢氧化镍电极的充放电机制31

2.3.2 氢氧化镍在充放电过程中的晶型转换32

2.3.3 球形Ni(OH)2正极材料的基本性质与制备方法32

2.3.4 影响高密度球形Ni(OH)2电化学性能的因素35

2.3.5 Ni(OH)2正极材料的研究动向37

2.4 Ni/MH电池材料的再生利用38

2.4.1 Ni/MH电池的生产和回收概况39

2.4.2 Ni/MH电池材料的再生利用技术39

思考题42

参考文献42

3 锂离子电池材料43

本章内容提要43

3.1 概述43

3.2 锂离子电池的工作原理45

3.2.1 工作原理45

3.2.2 特点45

3.2.3 结构组成46

3.2.4 与电池相关的基本概念47

3.3 锂离子电池负极材料47

3.3.1 金属锂负极材料48

3.3.2 锂合金与合金类氧化物负极材料48

3.3.3 石墨与石墨层间化合物49

3.3.4 石墨化中间相碳微珠51

3.3.5 热解碳负极材料51

3.3.6 过渡金属氧化物负极材料52

3.3.7 Li4Ti5O12负极材料53

3.3.8 过渡金属锂氮化物负极材料53

3.4 锂离子电池正极材料53

3.4.1 正极材料的选择要求53

3.4.2 LiCoO2正极材料54

3.4.3 LiNiO2正极材料55

3.4.4 LiMnO2正极材料56

3.4.5 LiMn2O4正极材料56

3.4.6 α-V2O5及其锂化衍生物58

3.4.7 橄榄石结构LiMPO4正极材料59

3.4.8 LiNi1-xCoxO2正极材料60

3.4.9 LiNi1/2Mn1/2O2正极材料61

3.410 LiNixCo1-2xMnxO2正极材料61

3.4.11 高容量高电压正极材料61

3.5 电解质材料63

3.5.1 非水有机液体电解质63

3.5.2 聚合物电解质68

3.5.3 无机固体电解质70

3.6 锂离子电池的生产流程72

3.7 锂离子电池发展趋势73

思考题75

参考文献75

4 燃料电池材料76

本章内容提要76

4.1 概述76

4.1.1 几种燃料电池的研究现状77

4.1.2 前景与挑战81

4.2 质子交换膜型燃料电池82

4.2.1 质子交换膜型燃料电池简介82

4.2.2 电催化剂82

4.2.3 多孔气体扩散电极及制备工艺84

4.2.4 质子交换膜86

4.2.5 双极板材料与流场88

4.2.6 电池组技术89

4.3 熔融碳酸盐燃料电池93

4.3.1 熔融碳酸盐燃料电池材料94

4.3.2 电池结构与性能98

4.3.3 MCFC需解决的关键技术100

4.4 固体氧化物燃料电池101

4.4.1 固体氧化物燃料电池简介101

4.4.2 固体氧化物燃料电池材料103

4.4.3 电池结构与性能106

思考题111

参考文献111

5 太阳能电池材料112

本章内容提要112

5.1 太阳能电池发展概况112

5.1.1 太阳能电池的种类113

5.1.2 太阳能电池的特点115

5.1.3 太阳能发电的方式115

5.2 太阳能电池原理116

5.2.1 半导体的结构116

5.2.2 太阳能电池的工作原理120

5.3 太阳能电池的结构与特性120

5.3.1 太阳能电池的结构120

5.3.2 太阳能电池的特性122

5.3.3 太阳能电池的等效电路127

5.4 太阳能发电系统128

5.4.1 太阳能发电系统的构成128

5.4.2 太阳能发电系统的分类129

5.5 太阳能发电系统的应用131

5.5.1 太阳能路灯131

5.5.2 太阳能制氢133

5.5.3 太阳能光电建筑135

5.5.4 太阳能并网发电136

5.6 各种太阳能电池136

5.6.1 硅太阳能电池136

5.6.2 多元化合物薄膜太阳能电池146

5.6.3 有机半导体太阳能电池155

5.6.4 染料敏化纳米晶太阳能电池157

思考题160

参考文献160

6 半导体照明发光材料161

本章内容提要161

6.1 半导体照明161

6.1.1 LED的发展概况161

6.1.2 LED的结构及工作原理162

6.1.3 LED光源特点163

6.1.4 照明用LED特性163

6.1.5 LED产业链构成164

6.2 半导体发光材料164

6.2.1 砷化镓（GaAs）164

6.2.2 氮化镓（GaN）165

6.2.3 磷化镓（GaP）165

6.2.4 氧化锌（ZnO）165

6.2.5 碳化硅（SiC）165

6.3 半导体照明发光材料166

6.3.1 铈掺杂钇铝石榴石166

6.3.2 白光LED用发光材料的深入研究与新体系探索173

6.3.3 硅酸盐发光材料174

6.3.4 氮化物发光材料186

思考题200

参考文献200

7 相变储能材料202

本章内容提要202

7.1 相变储能的基本原理202

7.2 相变材料的分类202

7.2.1 固-液相变储能材料203

7.2.2 固-固相变储能材料204

7.2.3 相变储能材料的筛选原则205

7.3 几种相变储能材料206

7.3.1 无机水合盐206

7.3.2 有机相变材料210

7.3.3 金属及合金214

7.4 相变储能材料的工程应用216

7.4.1 相变储能材料在建筑节能中的应用216

7.4.2 相变储能材料在太阳能中的应用221

思考题223

参考文献223