新能源材料技術

本書在介紹國內外新能源材料開發、利用、研究的基礎上，結合當今世界新能源領域的研究發展現狀，概述了新能源與新能源材料面臨的主要任務和研究進展；闡述了鋰離子電池材料技術、太陽能電池材料技術、燃料電池材料技術、生物質能材料技術、核能材料技術和風能、地熱能、海洋能及其材料技術。

全書力求基礎知識與應用前沿相結合，內容豐富，涵蓋面廣，涉及當前新能源材料與新能源技術關鍵問題與熱點問題。本書適合從事新材料、新能源、化工、環境等相關領域的工程技術人員、科研人員和管理人員參考，也可供高校相關學科的本科生和研究生作為教材或教學參考書使用。 ^[1] 

第1章 緒論

1.1新能源與新能源材料2

1.2新能源材料學科的任務及面臨的課題2

1.3新能源材料的主要應用現狀與進展3

參考文獻6

第2章 鋰離子電池材料

2.1鋰離子電池概述7

2.1.1鋰離子電池工作原理8

2.1.2鋰離子電池的組成9

2.1.3鋰離子電池的優缺點10

2.1.4鋰離子電池的設計及組裝10

2.1.5鋰離子電池對正、負極材料的要求15

2.2正極材料16

2.2.1正極材料概述16

2.2.2層狀結構正極材料LiCoO217

2.2.3LiNiO2正極材料18

2.2.4LiMn2O4正極材料19

2.2.5LiFePO4動力電池正極材料22

2.2.6釩系正極材料25

2.2.7層狀鎳鈷錳酸鋰正極材料26

2.2.8其他類型的正極材料28

2.3負極材料28

2.3.1碳及MCMB系負極材料29

2.3.2鈦酸鋰負極材料30

2.3.3氧化物負極材料32

2.3.4新型合金負極材料33

2.3.5其他類型的負極材料33

2.4隔膜材料33

2.4.1減少內部短路的技術路線34

2.4.2隔膜熱關閉性能34

2.4.3隔膜的製備34

2.4.4製備隔膜的材料35

2.5電解質材料36

2.5.1有機電解質材料36

2.5.2聚合物電解質材料39

2.5.3無機固體電解質材料40

參考文獻40

第3章 太陽能電池材料

3.1太陽能電池概述43

3.1.1太陽能電池發展概況43

3.1.2太陽能電池的分類44

3.1.3太陽能發電的優缺點45

3.1.4全球光伏產業發展現狀46

3.2太陽能電池的工作原理49

3.2.1半導體簡介49

3.2.2光伏效應51

3.2.3太陽能電池工作原理51

3.3太陽能電池的特性參數52

3.3.1標準測試條件52

3.3.2太陽能電池的表徵參數及等效電路52

3.4幾種典型太陽能電池及其材料54

3.4.1晶體硅材料及晶體硅太陽能電池54

3.4.2非晶硅太陽能電池59

3.4.3銅銦鎵硒太陽能電池61

3.4.4染料敏化太陽能電池64

3.4.5有機太陽能電池67

3.5太陽能電池應用73

3.5.1光伏發電系統73

3.5.2光伏建築一體化75

3.5.3太陽能路燈78

3.5.4我國光伏發電應用實例79

參考文獻82

第4章 燃料電池材料

4.1燃料電池概述83

4.1.1燃料電池工作原理83

4.1.2燃料電池的分類88

4.1.3燃料電池的系統組成90

4.1.4燃料電池技術的發展與應用92

4.2質子交換膜型燃料電池材料93

4.2.1電催化劑94

4.2.2多孔氣體擴散電極及其製備方法95

4.2.3質子交換膜96

4.2.4雙極板材料與流場98

4.3熔融碳酸鹽燃料電池材料99

4.3.1電極材料99

4.3.2電解質100

4.3.3電池隔膜100

4.3.4熔融碳酸鹽燃料電池需要解決的關鍵技術問題101

4.4固體氧化物燃料電池材料102

4.4.1固體氧化物電解質103

4.4.2電極材料105

4.4.3固體氧化物燃料電池需要解決的關鍵技術問題107

4.5直接甲醇燃料電池材料基礎與應用107

4.6其他類型的燃料電池材料110

4.6.1鹼性燃料電池110

4.6.2磷酸燃料電池111

4.6.3直接碳燃料電池112

參考文獻112

第5章 生物質能材料

5.1生物質能概述113

5.1.1生物質能的特點113

5.1.2生物質能的分類114

5.1.3生物質能利用的主要技術114

5.1.4生物質能開發利用的現狀和前景116

5.2生物質能轉化技術118

5.2.1物理轉化技術118

5.2.2化學轉化技術118

5.2.3生物轉化技術120

5.2.4生物柴油120

5.2.5生物質制氫124

5.2.6生物燃料乙醇129

5.2.7航空生物燃料135

5.3生物質能發電技術138

5.3.1生物質直接燃燒發電139

5.3.2生物質氣化發電140

5.3.3沼氣發電142

5.3.4生物質燃料電池145

參考文獻147

第6章 核能材料概述

6.1核能概述148

6.1.1核能的特點149

6.1.2核能的分類150

6.1.3核能利用的現狀與前景150

6.2裂變反應堆材料1516.2.1裂變原理和裂變反應堆151

6.2.2裂變堆材料分類與特徵153

6.3聚變反應堆材料155

6.3.1聚變原理與託卡馬克裝置155

6.3.2聚變堆主要材料與特徵156

6.4核能材料的輻照效應157

6.4.1輻照缺陷的產生過程157

6.4.2核能材料中輻照損傷現象158

6.4.3輻照對聚變結構材料力學性能的影響159

參考文獻159

第7章 其他新能源材料

7.1風能及其材料161

7.1.1風能概述161

7.1.2風力發電技術163

7.1.3風能的其他用途165

7.2地熱能及其材料166

7.2.1地熱能概述166 ^[1]