导语

  

内容提要

  

    本书以储能材料为主线，将纳米技术和锂离子电池等储能系统两个领域进行融合，对储能纳米材料与技术进行介绍，并就纳米技术与锂离子电池之间的关系进行了论述，深入探讨了纳米技术对储能材料物理特性和电化学性能的影响；同时还对纳米材料的分析表征方法与技术进行了介绍说明，使得人们能够更深入地了解纳米材料与技术，学习与掌握如何利用纳米技术改善储能材料的性能。本书还将储能电极材料中的纳米现象进行了归纳总结，阐述了纳米现象的产生原因并归纳了克服局限性的策略和方法，为纳米电极材料设计提供新思路。

第1章  纳米技术与纳米材料
  1.1  概述
    1.1.1  纳米材料的含义
    1.1.2  纳米材料的分类
    1.1.3  纳米材料的效应
    1.1.4  .纳米材料的性能
  1.2  几种典型的纳米材料
    1.2.1  碳纳米材料
    1.2.2  硅纳米膜
    1.2.3  纳米磁性液体
  1.3  纳米储能材料
  思考与讨论
第2章  纳米材料的表征方法
  2.1  纳米材料分析的意义
  2.2  纳米材料的成分分析
    2.2.1  成分分析的重要性
    2.2.2  成分分析的方法和范围
    2.2.3  常见的成分分析方法
  2.3  纳米材料的结构分析
    2.3.1  结构分析的重要性
    2.3.2  常见的结构分析方法
  2.4  纳米材料粒度分析
    2.4.1  粒度分析的重要性
    2.4.2  常见的粒度分析方法
  2.5  纳米材料形貌分析
    2.5.1  形貌分析的重要性
    2.5.2  常见的形貌分析方法
  2.6  纳米材料的表面分析
  思考与讨论
第3章  典型的纳米材料合成方法
  3.1  物理法
    3.1.1  粉碎法
    3.1.2  构筑法
  3.2  化学法
    3.2.1  气相分解法
    3.2.2  气相合成法
    3.2.3  气-固反应法
    3.2.4  沉淀法
    3.2.5  液相热法
    3.2.6  溶胶一凝胶法
    3.2.7  冷冻干燥法
    3.2.8  喷雾法
  3.3  其他方法
    3.3.1  微乳液法
    3.3.2  超声辅助法
    3.3.3  高能球磨法
    3.3.4  非晶晶化法
    3.3.5  物理气相沉积技术
    3.3.6  自组装法
    3.3.7  模板法
    3.3.8  纳米压印技术
  思考与讨论
第4章  纳米材料的改性
  4.1  纳米材料的团聚及原因
    4.1.1  纳米材料的团聚问题
    4.1.2  内米材料在液体介质中的团聚机理
    4.1.3  纳米材料在气体介质中的团聚机理
  4.2  纳米材料改性原理
  4.3  改性方法
    4.3.1  超声分散法
    4.3.2  机械分散法
    4.3.3  化学分散法
  思考与讨论
第5章  纳米材料在锂离子电池正极中的应用
  5.1  常见的纳米锂离子电池正极材料
    5.1.1  纳米LiCoO2
    5.1.2  纳米三元层状材料Li(Ni1-x-yCoxMny)O2
    5.1.3  纳米LiFeO2、LiFeS2和LiNiO2
    5.1.4  纳米LiFePO4
    5.1.5  纳米LiMn204
    5.1.6  纳米金属氧化物V2O5和MnO2
    5.1.7  纳米金属硫化物
    5.1.8  其他纳米正极材料
  5.2  纳米材料在锂离子电池正极材料中的优缺点
    5.2.1  锂离子电池纳米正极材料的优点
    5.2.2  锂离子电池纳米正极材料的缺点
  5.3  纳米正极材料展望
    5.3.1  表面改性以提高稳定性
    5.3.2  最大化电极内的动力学
    5.3.3  高能量密度包装材料
  思考与讨论
第6章  纳米材料在锂离子电池负极中的应用
  6.1  锂离子电池负极材料的现状和发展
  6.2  碳基纳米结构负极材料
    6.2.1  纳米碳负极材料——石墨烯
    6.2.2  纳米碳负极材料——碳纳米管
  6.3  非碳基纳米结构负极材料
    6.3.1  纳米结构硅负极材料
    6.3.2  氧化物／硫化物负极材料
  思考与讨论
第7章  纳米材料在超级电容器和锂空气电池中的应用
  7.1  超级电容器及其分类
  7.2  纳米材料在超级电容器中的应用
    7.2.1  纯碳纳米材料电极
    7.2.2  金属化合物纳米电极
    7.2.3  导电聚合物电极材料
  7.3  超级电容器电极材料的发展趋势
  7.4  锂空气电池基本介绍
  7.5  锂空气电池正极常见的纳米催化剂
  7.6  纳米催化剂性质对催化性能的影响
    7.6.1  纳米材料催化剂晶面的影响
    7.6.2  纳米材料催化剂尺寸的影响
  思考与讨论
第8章  锂离子电池中的纳米现象
  8.1  电极材料纳米现象简介
  8.2  电池中一般的纳米现象
    8.2.1  加速反应动力学
    8.2.2  改变锂的储存热力学性能
    8.2.3  纳米材料的电化学性能与机械耦合
  8.3  纳米尺度的新化学：电极材料设计
    8.3.1  纳米复合电极
    8.3.2  界面电荷存储
  8.4  纳米材料的局限性
    8.4.1  表面反应性
    8.4.2  物理和化学不均匀性
    8.4.3  低振实密度
    8.4.4  高材料成本
  8.5  克服纳米材料局限性的策略和方法
    8.5.1  纳米形态的原子级重新设计
    8.5.2  电极层面的考虑
    8.5.3  探索纳米化学的新技术
  8.6  纳米化现象的展望
  思考与讨论
第9章  纳米电极材料的原位表征技术
  9.1  原位表征技术简介
  9.2  原位X射线衍射
    9.2.1  X射线衍射和原位X射线衍射
    9.2.2  原位表征的关键技术
    9.2.3  原位。XRD勺应用
  9.3  原位原子力显微镜
    9.3.1  在锂离子电池中的应用
    9.3.2  在锂硫电池中的应用
    9.3.3  在锂空气电池中的应用
  9.4  原位光谱技术
    9.4.1  原位拉曼光谱
    9.4.2  原位红外光谱
    9.4.3  原位X射线吸收光谱
  9.5  原位透射电子显微镜
    9.5.1  原位透射电子显微镜的应用
    9.5.2  透射电子显微镜的发展
  思考与讨论
第10章  纳米材料在其他领域的应用
  10.1  纳米碳点材料的应用
    10.1.1  碳点材料
    10.1.2  碳点材料在能源领域的应用
  10.2  纳米技术在环境保护中的应用
    10.2.1  纳米技术在治理有害气体方面的应用
    10.2.2  纳米技术在污水处理方面的应用
    10.2.3  纳米技术在土壤修复方面的应用
    10.2.4  纳米技术在碳捕集与封存中的应用
  10.3  纳米材料在燃料电池中的应用
    10.3.1  用作正极材料的纳米线
    10.3.2  用作负极电催化剂的纳米线
  思考与讨论
参考文献