本書適閤企業、科研院所等從事電容器研究和生産的科技人員閱讀,也可供高等院校相關專業師生學習參考。
商品名稱: | 超級電容器關鍵材料製備及應用 |
營銷書名: | 通過大量圖錶,闡述電容器的電極材料及電解質的特點、製備方法、應用發展 |
作者: | 魏穎 主編 張光菊、郎笑石 副主編 |
定價: | 68.00 |
ISBN: | 978-7-122-31157-3 |
關鍵字: | 超級電容器;電極材料;電解質;電解質 |
重量: | 328剋 |
齣版社: | 化學工業齣版社 |
開本: | 16 | 裝幀: | 平 |
齣版時間: | 2018年03月 | 版次: | 1 |
頁碼: | 203 | 印次: | 1 |
超級電容器又稱電化學電容器,是一種介於傳統電容器和電池之間的新型電化學儲能器件,是傳統靜電電容器的1000-10000倍。作為一種綠色環保、性能優異的新型儲能器件,超級電容器在眾多的領域有廣泛的應用,受到瞭世界各國的高度重視。
超級電容器關鍵材料製備及應用取材豐富,在介紹傳統電容器材料的同時,注意吸收當今電容器領域的先進技術,運用大量圖錶對電極材料、電解質的種類、特點、製備方法和發展應用進行瞭較為全麵的概述和反映。
電極和電解質是超級電容器的重要組成部分,其種類和性質直接影響超級電容器的各方麵性能。本書在介紹超級電容器的基本概念和研究進展的基礎上,著重對超級電容器的電極材料及電解質的種類、特點、製備方法和發展應用等進行闡述。電極材料涉及碳基電極材料、金屬氧化物、導電聚閤物等;電解質包括水係電解液、有機電解液、離子液體電解質、固態電解質等。全書取材豐富,在介紹傳統電容器材料的同時,注意吸收當今電容器領域的新成就,運用大量圖錶對這些材料進行較為全麵的概述和反映。
本書適閤企業、科研院所等從事電容器研究和生産的科技人員閱讀,也可供高等院校相關專業師生學習參考。
第1章超級電容器簡介001
1.1電容器的曆史發展001
1.2超級電容器的定義及特性002
1.2.1超級電容器定義002
1.2.2超級電容器特性002
1.3超級電容器的組成003
1.3.1電極材料003
1.3.2電解液004
1.4電容器的分類007
1.5應用008
1.5.1電子行業008
1.5.2電動汽車及混閤動力汽車008
1.5.3太陽能、風能發電裝置輔助電源009
1.5.4軍事、航空航天009
參考文獻009
第2章碳基電極材料011
2.1活性炭011
2.1.1活性炭的結構012
2.1.2活性炭的性能特點013
2.1.3活性炭的製備013
2.1.4活性炭改性017
2.1.5活性炭在超級電容器中的應用019
2.2活性炭縴維023
2.2.1活性炭縴維的結構023
2.2.2活性炭縴維的性能及特點024
2.2.3活性炭縴維的製備025
2.2.4活性炭縴維的功能化026
2.2.5活性炭縴維在超級電容器中的應用028
2.3碳氣凝膠029
2.3.1碳氣凝膠的結構029
2.3.2碳氣凝膠的性能030
2.3.3碳氣凝膠的製備031
2.3.4碳氣凝膠在超級電容器中的應用033
2.4碳納米管035
2.4.1碳納米管的結構035
2.4.2碳納米管的性能036
2.4.3碳納米管的製備038
2.4.4碳納米管在超級電容器中的應用040
2.5石墨烯042
2.5.1石墨烯的結構042
2.5.2石墨烯的種類及定義043
2.5.3石墨烯的性質044
2.5.4石墨烯的製備045
2.5.5石墨烯在超級電容器中的應用049
參考文獻054
第3章金屬氧化物062
3.1貴金屬氧化物062
3.1.1晶態氧化釕電極材料和無定形水閤氧化釕電極材料063
3.1.2二氧化釕/碳復閤電極材料063
3.1.3二氧化釕/導電聚閤物復閤電極材料064
3.1.4二氧化釕/其他氧化物復閤電極材料064
3.2過渡金屬氧化物/氫氧化物065
3.2.1氧化鎳065
3.2.2氧化鈷和氫氧化鈷066
3.2.3氧化錳067
3.2.4氧化鐵068
3.3金屬氧化物復閤材料069
3.3.1不同金屬氧化物復閤材料069
3.3.2碳/金屬氧化物復閤材料070
參考文獻072
第4章導電聚閤物075
4.1導電聚閤物電極材料075
4.2導電聚閤物電極材料的儲能機理076
4.3導電聚閤物電極材料的種類078
4.3.1復閤型導電聚閤物078
4.3.2結構型導電聚閤物079
4.4導電聚閤物電極材料的閤成方法083
4.4.1化學閤成法083
4.4.2電化學閤成法084
4.4.3光化學法084
4.4.4復分解法085
4.4.5濃縮乳液法085
4.4.6等離子體聚閤法085
4.5導電聚閤物在超級電容器中的應用085
參考文獻087
第5章水係電解液091
5.1酸性水係電解液094
5.1.1電化學雙電層電容器094
5.1.2贋電容電容器095
5.1.3混閤型電容器095
5.2堿性水係電解液097
5.2.1雙電層電容器097
5.2.2贋電容電容器097
5.2.3混閤型電容器099
5.3中性水係電解液099
5.3.1雙電層超級電容器100
5.3.2贋電容電容器101
5.3.3混閤型電解質103
5.4水係電解液的添加劑106
5.4.1氧化還原添加劑——液體電解質106
5.4.2氧化還原活性液體電解質111
參考文獻113
第6章有機電解液119
6.1雙電層超級電容器有機電解液122
6.1.1電解質鹽124
6.1.2有機溶劑132
6.1.3添加劑142
6.2贋電容超級電容器有機電解液143
6.3混閤型超級電容器有機電解液144
參考文獻145
第7章離子液體電解質(液)151
7.1純離子液體電解質155
7.1.1非質子型離子液體155
7.1.2質子型離子液體157
7.1.3功能化離子液體158
7.2離子液體二元體係電解質163
7.2.1離子液體與離子液體的混閤163
7.2.2離子液體與有機溶劑混閤電解液165
7.2.3離子液體與離子鹽混閤電解液166
參考文獻175
第8章固態電解質179
8.1無機固態電解質181
8.2固態聚閤物電解質183
8.2.1聚環氧乙烷(PEO)183
8.2.2聚丙烯腈(PAN)184
8.2.3聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)184
8.2.4聚偏氟乙烯(PVDF)185
8.2.5聚離子液體185
8.3凝膠電解質190
8.4復閤固態聚閤物電解質196
8.4.1添加無機材料型固態聚閤物電解質196
8.4.2添加增塑劑型復閤聚閤物電解質197
8.4.3聚閤型復閤聚閤物電解質198
參考文獻198
魏穎,渤海大學化學化工學院,副教授,主要研究方嚮為功能性納米復閤材料的製備、性質及應用。主持國傢自然科學基金一項, 作為主要完成人參與國傢自然科學基金、863、973等數個項目的研究,發錶相關學術論文20餘篇,授權專利7項。
這本書的標題引人入勝,尤其對於我這樣對新能源儲存技術充滿好奇的讀者來說。我一直對超級電容器的潛力感到興奮,特彆是它們在快速充電和長壽命方麵的優勢,這在電動汽車和便攜式電子設備領域有著巨大的應用前景。然而,市麵上關於超級電容器的書籍往往要麼過於學術,充斥著晦澀的公式和理論,要麼過於淺顯,隻停留在概念層麵,難以深入瞭解其核心技術。我特彆希望能找到一本能夠清晰闡述超級電容器的關鍵材料,例如電極材料和電解質,它們的種類繁多,各自的優勢劣勢在哪裏,以及最重要的,如何有效地製備這些高性能材料的圖書。我對諸如碳納米管、石墨烯、導電聚閤物等新型電極材料的製備工藝及其對超級電容器性能的影響非常感興趣。同時,對不同類型的電解質,包括水係、有機係和離子液體電解質,在穩定性、離子電導率和工作電壓窗口方麵的差異,以及它們如何與電極材料協同工作,有著強烈的求知欲。如果這本書能夠提供詳實的實驗數據和案例分析,那就再好不過瞭,這將極大地幫助我理解理論與實踐之間的聯係,並為我未來的研究或學習提供寶貴的參考。
評分作為一名對能源技術進步充滿熱情的學生,我一直在尋找能夠係統性地介紹超級電容器關鍵技術細節的圖書。我理解超級電容器之所以能夠實現快速充放電和長壽命,很大程度上歸功於其獨特的電極材料和電解質設計。我非常渴望能夠通過閱讀這本書,深入瞭解不同種類的電極材料,例如各種碳材料(活性炭、石墨烯、碳納米管)、金屬氧化物、金屬硫化物以及導電聚閤物,它們在儲能機製、比錶麵積、孔隙度以及電子導電性等方麵的差異。更重要的是,我希望能夠清晰地學習到這些材料是如何被製備齣來的,包括具體的實驗步驟、反應條件以及可能的優化方嚮,這對於我未來進行相關的實驗研究至關重要。同樣,我對電解質的種類和特性有著濃厚的興趣,包括水係電解質、有機電解質、離子液體電解質以及固態電解質,瞭解它們各自的工作電壓範圍、離子導電性、穩定性和安全性,以及它們與電極材料之間的匹配關係。如果這本書能夠提供這些知識的全麵梳理,並包含一些典型的製備案例和性能測試結果,那將極大地幫助我建立對超級電容器核心材料的全麵認識,並為我的學術研究打下堅實的基礎。
評分從材料科學的角度齣發,我一直對構成高性能超級電容器的基石——電極材料和電解質——的製備工藝和性能調控著迷。我知道,超級電容器的能量密度和功率密度很大程度上取決於電極材料的比錶麵積、孔隙結構、導電性以及電解質的離子電導率和電化學穩定性。我尤其想深入瞭解如何通過先進的材料製備技術,例如水熱法、溶膠凝膠法、模闆法以及電化學沉積等,來精確控製這些材料的微觀結構和納米形貌,從而優化其電化學性能。我對不同種類的碳材料(如活性炭、碳納米管、石墨烯),金屬氧化物(如RuO2、MnO2、NiO)以及導電聚閤物(如聚苯胺、聚吡咯)的製備方法及其對應的性能錶現有著強烈的學習欲望。同時,對於電解質,我想瞭解各種有機電解液、水係電解液以及固態電解質的優缺點,特彆是如何通過改進電解質配方來提高其離子電導率、拓寬電化學窗口並增強安全性。如果這本書能夠提供關於這些材料製備過程的原理、實驗步驟以及性能評價的詳細介紹,並能對不同製備方法的優劣進行對比分析,那將對我深入理解超級電容器的材料科學基礎,並探索新的高性能材料設計策略提供極其寶貴的參考。
評分我對超級電容器作為下一代能量存儲技術充滿期待,並希望深入瞭解其背後的科學原理和工程實現。尤其是在快速發展的電動交通和智能電網領域,高效、可靠的儲能解決方案至關重要。我一直關注超級電容器在提升功率輸齣、縮短充電時間以及延長設備使用壽命方麵的巨大潛力。因此,對於構成超級電容器核心的電極材料和電解質,我有著非常迫切的學習需求。我希望這本書能夠全麵介紹當前主流的電極材料,包括它們的微觀結構、錶麵特性以及如何通過不同的製備技術來優化其性能,例如如何提高比錶麵積、增強導電性以及穩定循環性能。同時,我也對不同種類的電解質,如固態電解質、凝膠電解質以及新型離子液體電解質,其離子傳輸機製、電化學穩定性以及它們與電極材料之間的界麵行為有著濃厚的興趣。我相信,對這些關鍵材料的深入理解,以及對其製備方法的研究,是推動超級電容器技術進步的關鍵。如果這本書能夠提供關於這些材料製備過程的詳細指導,包括關鍵的反應條件、後處理工藝以及性能錶徵方法,那將極大地幫助我理解其科學基礎,並為我未來的研究方嚮提供清晰的指引。
評分作為一名對能量存儲領域有初步瞭解的工程師,我一直在尋找能夠幫助我深入理解超級電容器核心技術的參考資料。我的工作涉及到對不同能量存儲方案的評估和選擇,而超級電容器因其獨特的能量密度和功率密度平衡,在某些特定應用場景下展現齣不可替代的優勢。然而,要真正掌握這一技術,就必須對其關鍵組成部分——電極材料和電解質——有深刻的認識。我渴望瞭解不同電極材料,如活性炭、金屬氧化物、導電聚閤物以及新興的二維材料(如石墨烯和MXene),它們在比錶麵積、孔隙結構、導電性和電化學穩定性等方麵的差異,以及這些特性如何直接影響超級電容器的電容和循環壽命。同樣重要的是,我對各種電解質的特性,包括其離子導電性、電化學窗口、工作溫度範圍以及對環境的友好性,有深入的探索需求。特彆是,我希望這本書能夠詳細介紹這些材料的製備方法,從實驗室的小規模閤成到工業化生産的可能性,其中涉及的工藝流程、關鍵參數控製以及可能遇到的挑戰,都將是我重點關注的內容。如果這本書能夠提供對這些製備技術進行係統性梳理和比較,並給齣相關的優化策略,那將對我未來的技術選型和方案設計提供巨大的幫助。
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