材料科學與工程專業應用型本科係列教材：新能源材料 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吳其勝 編

圖書標籤:

• 新能源材料
• 材料科學
• 材料工程
• 應用型本科
• 教材
• 高等教育
• 能源
• 新材料
• 物理學
• 化學

出版社： 华东理工大学出版社

ISBN：9787562832027

版次：1

商品编码：10981794

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-04-01

用纸：胶版纸

页数：225

字数：376000

正文语种：中文

內容簡介

《材料科學與工程專業應用型本科係列教材：新能源材料》共分七章，首先概述瞭新能源技術及其材料；第2～7章從原理和微觀機製、材料成分、組織結構與性能的關係等方麵分彆具體介紹瞭金屬氫化物鎳電池材料、鋰離子電池材料、燃料電池材料、太陽能電池材料、半導體照明發光材料及相變儲能材料等新能源材料，同時對這些新能源材料的發展應用前景及趨勢等進行瞭說明。
本書可作為高等院校，尤其是應用型本科院校的無機非金屬材料、金屬材料、高分子材料與工程和材料物理、材料化學等專業高年級學生的教材，也可供相關材料科學與工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

1 概述
本章內容提要
1.1 能源
1.2 新能源
1.3 新能源技術
1.4 新能源材料
1.5 新能源材料的關鍵技術
思考題
參考文獻

2 金屬氫化物鎳電池材料
本章內容提要
2.1 金屬氫化物鎳電池簡介
2.1.1 金屬氫化物鎳電池工作原理
2.1.2 儲氫閤金的基本特徵
2.1.3 儲氫閤金電極材料的主要特徵
2.2 儲氫閤金負極材料
2.2.1 ABs型混閤稀土係統儲氫電極閤金
2.2.2 AB2型Laves相儲氫電極閤金
2.2.3 其他新型高容量儲氫閤金電極材料
2.3 鎳正極材料
2.3.1 氫氧化鎳電極的充放電機製
2.3.2 氫氧化鎳在充放電過程中的晶型轉換
2.3.3 球形Ni（OH）2正極材料的基本性質與製備方法
2.3.4 影響高密度球形Ni（OH）2電化學性能的因素
2.3.5 Ni（OH）2正極材料的研究動嚮
2.4 Ni/MH電池材料的再生利用
2.4.1 Ni/MH電池的生産和迴收概況
2.4.2 Ni／MH電池材料的再生利用技術
思考題
參考文獻

3 鋰離子電池材料
本章內容提要
3.1 概述
3.2 鋰離子電池的工作原理
3.2.1 工作原理
3.2.2 特點
3.2.3 結構組成
3.2.4 與電池相關的基本概念
3.3 鋰離子電池負極材料
3.3.1 金屬鋰負極材料
3.3.2 鋰閤金與閤金類氧化物負極材料
3.3.3 石墨與石墨層間化閤物
3.3.4 石墨化中間相碳微珠
3.3.5 熱解碳負極材料
3.3.6 過渡金屬氧化物負極材料
3.3.7 Li4、Ti5、O12負極材料
3.3.8 過渡金屬鋰氮化物負極材料
3.4 鋰離子電池正極材料
3.4.1 正極材料的選擇要求
3.4.2 LiCoO2正極材料
3.1.3 LiNiO2正極材料
3.4.4 LiMnO2正極材料
3.4.5 LiMn2O4正極材料
3.4.6 a-V205及其鋰化衍生物
3.4.7 橄欖石結構LiMP04正極材料
3.4.8 LiNi1-xCoxO2正極材料
3.4.9 LiNi1/2Mn1/2Mn1/2O2正極材料
3.4.1 0LiNixCo1-2xMnxO2正極材料
3.4.1 1高容量高電壓正極材料
3.5 電解質材料
3.5.1 非水有機液體電解質
3.5.2 聚閤物電解質
3.5.3 無機固體電解質
3.6 鋰離子電池的生産流程
3.7 鋰離子電池發展趨勢
思考題
參考文獻
4 燃料電池材料
本章內容提要
4.1 概述
4.1.1 幾種燃料電池的研究現狀
……
5 太陽能電池材料
6 半導體照明發光材料
7 相變儲能材料

前言/序言

《新能源材料》 圖書簡介 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的新能源材料知識體係，涵蓋瞭當前和未來能源領域至關重要的各類材料及其應用。我們不僅關注材料本身的結構、性能、製備工藝，更著重於它們在新興能源技術中的實際作用和發展趨勢，緻力於為相關領域的科研人員、工程師、學生以及對新能源技術感興趣的讀者提供有價值的參考。 第一部分：太陽能材料 在清潔能源的浪潮中，太陽能占據著舉足輕重的地位。本部分將詳細闡述太陽能轉換的關鍵材料，包括： 矽基太陽能電池材料： 從單晶矽、多晶矽的製備工藝、晶體缺陷控製，到鈍化層、減反射層、背接觸等關鍵技術的優化，深入剖析如何提高光電轉換效率。我們將探討不同等級矽材料的特性及其在高效太陽能電池中的應用，並介紹諸如異質結、PERC等先進結構的原理和優勢。 薄膜太陽能電池材料： 重點介紹碲化鎘（CdTe）、銅銦鎵硒（CIGS）、鈣鈦礦等薄膜太陽能電池材料。我們將分析其材料特性、生長機製、光電轉換原理，以及在柔性、低成本太陽能電池領域的應用前景。對於鈣鈦礦材料，將重點關注其穩定性和大麵積製備的挑戰與進展。 有機光伏材料： 探索新型有機半導體材料在太陽能電池中的應用，包括聚閤物和富勒烯衍生物。我們將闡述其分子結構與光電性能的關係，以及在高效、柔性、半透明太陽能電池方麵的潛力。 光伏材料的性能評估與可靠性： 介紹光伏器件的性能測試標準、老化機理及提升器件可靠性的策略。 第二部分：儲能材料 高效可靠的儲能是實現新能源廣泛應用的關鍵瓶頸。本部分將聚焦於各類儲能材料： 鋰離子電池材料： 深度解析鋰離子電池的核心材料，包括正極材料（如鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料）、負極材料（如石墨、矽基負極、鈦酸鋰）、電解質（液體、固態）以及隔膜材料。我們將探討不同材料體係的電化學性能、能量密度、功率密度、循環壽命和安全性，並展望下一代鋰離子電池材料的發展方嚮，如高鎳低鈷、富鋰錳基、矽碳負極等。 鈉離子電池材料： 介紹鈉離子電池作為鋰離子電池替代品的優勢，重點分析鈉離子電池的層狀氧化物、普魯士藍類似物、聚陰離子化閤物等正極材料，以及硬碳、軟碳等負極材料，並討論電解質和固態電解質的研發進展。 液流電池材料： 探討全釩液流電池、鋅溴液流電池等液流儲能係統的關鍵材料，包括電極材料、電解液組分，以及其在規模化儲能中的應用潛力。 超級電容器材料： 介紹活性炭、碳納米管、石墨烯、金屬氧化物等用於超級電容器的電極材料，分析其雙電層電容和贋電容機製，以及在快速充放電和高功率密度應用中的優勢。 氫能儲能材料： 關注金屬氫化物、碳基材料、MOFs等用於固態儲氫材料的研究進展，以及液氫、氨氫等其他儲氫技術的材料需求。 第三部分：氫能與燃料電池材料 氫能作為一種清潔高效的二次能源，其發展離不開先進的材料支撐。本部分將深入探討： 製氫材料： 介紹電解水製氫（質子交換膜電解槽、堿性電解槽）和光催化/光電化學製氫的關鍵催化劑和膜材料。 儲氫材料： 詳細分析金屬氫化物、吸附材料（如MOFs、COFs、碳材料）以及化學儲氫載體（如液氨、甲醇）等儲氫技術的材料特性與挑戰。 燃料電池材料： 重點闡述固體氧化物燃料電池（SOFC）、質子交換膜燃料電池（PEMFC）等核心材料，包括電解質（陶瓷、聚閤物）、電極催化劑（鉑基、非鉑基）、雙極闆等。我們將分析不同類型燃料電池的材料選擇、工作原理及其在交通、發電等領域的應用。 第四部分：熱電材料 熱電材料能夠直接將熱能與電能相互轉換，在廢熱發電、固態製冷等領域具有廣闊前景。本部分將： 介紹熱電材料的基本原理： 如塞貝剋效應、珀爾帖效應，以及優異熱電材料的關鍵性能指標（ZT值）。 分析各類熱電材料的特性： 包括碲化物（如碲化鉍、碲化鉛）、氧化物、半導體閤金（如矽鍺閤金）等。 探討提高熱電性能的策略： 如納米結構調控、摻雜、閤金化等。 第五部分：催化材料 催化材料在能源轉化過程中發揮著至關重要的作用，尤其在新能源的生産、轉化和利用方麵。本部分將： 介紹各類能源相關催化過程： 如CO2轉化、生物質轉化、燃料閤成等。 分析不同類型的催化材料： 包括金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、金屬有機框架（MOFs）催化劑、多相催化劑、均相催化劑等。 探討催化材料的設計與性能優化： 如納米化、復閤化、錶麵改性等。 第六部分：新能源材料的製備與錶徵 材料的性能與其製備工藝和錶徵手段密不可分。本部分將： 介紹常見的新能源材料製備方法： 如固相反應法、溶膠-凝膠法、水熱法、氣相沉積法（CVD, PVD）、電化學沉積法、3D打印等。 講解關鍵的材料錶徵技術： 包括X射綫衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射綫光電子能譜（XPS）、拉曼光譜、電化學工作站等，以及如何利用這些技術分析材料的結構、形貌、成分和電化學性能。 結論與展望 本書的最後一章將對新能源材料領域的整體發展進行總結，分析當前麵臨的主要挑戰，並對未來發展趨勢進行展望，包括新材料的發現、智能材料的設計、可持續發展理念在材料開發中的體現，以及跨學科閤作的重要性。 本書力求內容前沿、論述嚴謹、圖文並茂，旨在為讀者構建一個係統、深刻的新能源材料知識框架，激發創新思維，助力新能源技術的不斷進步與發展。

评分☆☆☆☆☆

然而，在實際應用層麵，我希望這本書能夠提供更多關於材料的失效機理、性能退化規律以及相應的改進措施。比如，在介紹鋰離子電池的正負極材料時，雖然列舉瞭多種材料，並闡述瞭它們的充放電過程，但對於這些材料在長期循環過程中齣現的體積膨脹、相變、副反應等導緻的容量衰減和內阻增加等問題，並沒有做詳細的分析。書中可能更多地關注材料本身的特性，而對於如何通過電解液添加劑、塗層技術、或者結構設計來延緩材料的失效，則涉及較少。如果能增加一些實際的失效案例分析，並提供相應的解決方案，這本書的實踐指導意義會更加突齣。

评分☆☆☆☆☆

然而，隨著閱讀的深入，我逐漸發現這本書在一些細節上的處理，或許還有提升的空間。比如，在介紹鋰離子電池的電解質材料時，雖然提到瞭固態電解質是一個重要的發展方嚮，並且給齣瞭幾種常見的固態電解質的例子，如聚閤物電解質、氧化物電解質和硫化物電解質，但對於每種固態電解質的製備方法、性能特點、以及在實際應用中遇到的瓶頸，例如界麵阻抗問題、加工成型難度等，並沒有做非常深入的探討。我本來期待能看到一些具體的工業生産中的技術難點和解決方案，或者是一些經典的失效分析案例，但書中更多的是一些基礎性的理論介紹和概念性的描述。這讓我感覺，雖然知識框架搭得不錯，但“應用型”體現在實際操作和工程化方麵的深度，似乎還有待加強，尤其是在一些關鍵技術的“卡脖子”環節，書中的分析略顯保守。

评分☆☆☆☆☆

這本書在理論基礎的搭建上，無疑是下瞭功夫的。它詳細介紹瞭許多新能源材料的晶體結構、電子能帶理論、以及相關的物理化學性質，為理解材料如何工作提供瞭堅實的理論支撐。例如，在介紹催化劑材料時，書中深入講解瞭活性位點的概念、錶麵吸附與解吸過程、以及電子轉移機製，並結閤瞭量子化學計算和光譜學錶徵技術，對這些微觀過程進行瞭理論推導和解釋。這對於我理解催化劑的設計原理，以及如何通過改變材料的組成、形貌或錶麵性質來提高催化活性和選擇性，非常有幫助。書中也引用瞭一些經典的理論模型和公式，有助於讀者進行更深入的理論研究和計算模擬。

评分☆☆☆☆☆

這本《新能源材料》的書，我算是深入體驗瞭一把。一開始拿到手，就是衝著“應用型本科係列教材”的名頭來的，想著應該會比較貼閤實際，能夠解決我在課堂上學到的理論知識和實際操作之間的斷層。翻開書，從目錄來看，內容是相當全麵的，涵蓋瞭太陽能電池材料、儲能材料（比如鋰離子電池、超級電容器）、氫能材料（如儲氫材料、催化劑）、以及一些新興的能源轉換材料。每一章都分配瞭相當的篇幅，像是太陽能電池這塊，從晶矽太陽能電池的原理、製備工藝，到薄膜太陽能電池（包括CdTe、CIGS、有機太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池）的最新進展，都有涉及。特彆是對鈣鈦礦太陽能電池的部分，個人感覺講得比較透徹，從其晶體結構、光電特性，到提高效率和穩定性的各種策略，都有詳細的闡述，還列舉瞭一些典型的實驗數據和文獻引用，這對於我這種想要做相關科研的學生來說，簡直是寶藏。

评分☆☆☆☆☆

這本書在內容編排上，確實做到瞭循序漸進，對於初學者來說，能夠比較容易地建立起新能源材料領域的整體認知。尤其是前麵幾章，對各類新能源材料的分類、基本原理和發展曆程的介紹，就像是在為讀者繪製一張宏大的地圖，指明瞭各個方嚮。我特彆喜歡它在介紹每一種新型材料時，都會將其與傳統材料進行對比，明確指齣其優勢和劣勢，以及為什麼它會被認為是未來的發展方嚮。例如，在討論有機太陽能電池時，它會將其與矽基太陽能電池進行比較，在柔韌性、低成本製備方麵突齣其優勢，同時也不迴避其在效率和穩定性上的挑戰。這種比較性的介紹，讓讀者能夠更清晰地理解新材料的價值所在，也更容易形成批判性思維，而不是盲目地追逐“最新”。

评分☆☆☆☆☆

盡管如此，在某些章節的深度和廣度上，我還是覺得有所不足，尤其是在對一些前沿技術的深入剖析方麵。比如，書中在提到“能源互聯網”和“智能電網”時，隻是簡要地提及瞭新能源材料在這些未來能源體係中的作用，並沒有深入探討具體的應用場景和技術挑戰。我本來期待能夠看到一些關於材料如何與智能控製係統、大數據分析相結閤，以實現能源的高效利用和優化配置的案例。例如，如何設計能夠實時感知電網負荷變化、並快速響應的儲能材料，或者如何開發具有自修復功能的材料，以提高能源係統的可靠性。這些更具前瞻性和跨學科結閤的內容，如果能夠得到更細緻的闡述，將會大大提升本書在應用型方麵的指導意義。

评分☆☆☆☆☆

不過，作為一個希望將知識轉化為實踐的讀者，我在閱讀時還是會時不時地思考：“這些理論在實際工程中是如何應用的？”。拿書中關於超級電容器材料的章節來說，雖然提到瞭活性炭、導電聚閤物、金屬氧化物等，並解釋瞭它們在電容儲能和贋電容儲能中的作用，但對於如何在大規模生産中實現這些材料的高性能和低成本，以及如何在超級電容器器件設計中考慮電極材料的孔隙結構、粒徑分布、導電網絡等因素，書中似乎隻是一筆帶過。我希望能看到更多關於工業化生産中的工藝優化，比如活性炭的活化方法、金屬氧化物的納米化製備技術，或者導電聚閤物的摻雜改性策略，以及這些工藝如何影響最終器件的能量密度、功率密度和循環壽命。這些更偏嚮工程實踐的內容，如果能再豐富一些，這本書的應用型價值會更加凸顯。

评分☆☆☆☆☆

當然，在某些技術細節的深入程度方麵，我個人認為還有提升的空間。例如，在介紹柔性電子材料時，書中提到瞭聚閤物、納米材料等，並簡單描述瞭它們在柔性顯示、柔性傳感器等領域的應用前景。但對於如何實現這些材料在柔性基底上的高性能、高穩定性的器件製備，以及如何解決界麵接觸電阻、應力分布不均等工程難題，書中並沒有進行深入的探討。我期待能看到更多關於具體製備工藝的細節，比如印刷技術、捲對捲生産工藝等，以及這些工藝如何影響材料的性能和器件的可靠性。如果能夠提供更多實際的工程化案例和技術解決方案，這本書的“應用型”特質會更加鮮明。

评分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和廣度無疑是值得稱贊的，特彆是對於一些新能源材料的基礎物理化學原理的闡述，我個人覺得是相當紮實的。以氫能材料這部分為例，書中詳細解釋瞭金屬氫化物、碳基材料（如MOFs、COFs）、以及新型閤金材料在儲氫方麵的機理，包括吸放氫的動力學、熱力學過程，以及影響儲氫性能的微觀因素。它不隻是簡單地羅列材料種類，而是深入到原子層麵的相互作用，比如氫原子如何嵌入金屬晶格，或者在納米孔道中如何吸附。這種深入的講解，對於理解材料的本徵性質，以及如何通過結構設計來優化性能，提供瞭堅實的理論基礎。而且，它還探討瞭不同儲氫材料的優缺點對比，比如重量儲氫密度、體積儲氫密度、充放氫速率、以及循環壽命等關鍵指標，並結閤瞭最新的研究進展，讓我對這個領域有瞭更清晰的認識。

评分☆☆☆☆☆

這本書在新能源材料的概述和分類方麵，做得很是清晰，為我構建瞭一個初步的認知框架。開篇部分對不同類型的新能源材料進行瞭係統性的介紹，包括它們的基本原理、主要優勢和麵臨的挑戰。比如，在介紹氫能技術時，它會區分電解水製氫、光催化製氫、生物質製氫等不同路徑，並對各自所需的核心材料進行初步的介紹，這讓我對整個氫能領域有瞭更宏觀的把握。在介紹儲能材料時，也能夠區分齣電化學儲能（如鋰離子電池、液流電池）、物理儲能（如飛輪、壓縮空氣儲能）和熱儲能等不同類型，並為每種類型推薦瞭代錶性的材料。這種分門彆類的講解方式，對於初學者理解復雜的新能源技術體係非常有幫助。

评分☆☆☆☆☆

价格不优惠价格不优惠

评分☆☆☆☆☆

买到书 还是希望第一眼能看到一本新的封面

评分☆☆☆☆☆

还是很好，内容不错，印刷质量高

评分☆☆☆☆☆

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指定考试用书。。。。。。。。。。。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

书的内容还不错，可以入门阅读