水系锌基电池关键材料与器件

第1章 绪论
1.1水系锌基电池基本概念 1
1.1.1水系锌基电池工作机制 1
1.1.2水系锌基电池电化学特性 5
1.2水系锌基电池产业应用概述 8
1.2.1储能电池 8
1.2.2动力电池 9
1.2.3柔性器件 10
参考文献 11
第2章 锌金属负极
2.1锌金属的基础特性 14
2.1.1锌金属的分布及生产成本 14
2.1.2锌金属的物理特性 15
2.1.3锌金属的化学特性 17
2.2常用的锌金属负极 18
2.2.1锌筒 18
2.2.2锌粉 18
2.2.3锌箔 23
2.3锌金属负极的反应机理 23
2.3.1电化学反应机理 23
2.3.2锌离子的溶剂化结构 24
2.4锌金属负极的副反应和枝晶 26
2.4.1副反应的种类和机制 26
2.4.2锌枝晶的形成机理 28
2.5锌金属负极性能的优化策略 31
2.5.1成分设计 31
2.5.2表面修饰 32
2.5.3结构设计 33
2.5.4电解液改性 33
2.5.5无锌负极 35
2.5.6其他策略 35
参考文献 35
第3章 水系电解液
3.1水系电解液电化学基础 41
3.1.1水系电解液热力学和动力学基础 41
3.1.2水系电解液稳定电压窗口 45
3.2锌基电池水系电解液现状 52
3.2.1锌基电池水系电解液概述 53
3.2.2锌离子电池水系电解液 54
3.2.3锌空气电池水系电解液 55
3.3锌基电池水系电解液的优化 57
3.3.1水系电解液的优化目标 57
3.3.2高浓度电解液 59
3.3.3功能性添加剂 61
3.3.4分离式电解液 65
参考文献 67
第4章 锌基电池
4.1基于电化学转化反应机理的锌基电池体系 72
4.1.1电化学反应基础 72
4.1.2锌锰电池及正极材料 73
4.1.3锌镍电池及正极材料 79
4.1.4锌银电池及正极材料 82
4.2基于电化学催化反应的锌基电池体系 87
4.2.1锌空气电池及正极材料 87
4.2.2锌碘 硫电池及正极材料 96
4.3基于插层反应的锌基电池体系 98
4.3.1锌离子电池工作原理 98
4.3.2锌离子电池钒基正极材料 99
4.3.3其他过渡金属化合物正极材料 104
4.3.4有机化合物正极材料 111
4.4基于电容性吸附反应原理的锌基电池体系 112
4.4.1锌离子混合超级电容器工作原理 112
4.4.2锌离子电容器电极材料 112
4.5基于混合机理的新型锌基电池体系 115
4.5.1锌镍-锌空混合体系 115
4.5.2锌银-锌空混合体系 116
4.5.3锌离子电容器-锌空混合体系 118
参考文献 118
第5章 水系锌基电池结构及封装
5.1电池封装结构的概念及重要性 125
5.2传统二次电池的封装结构 126
5.2.1圆柱电池 127
5.2.2方形硬壳电池 127
5.2.3软包电池 128
5.2.4三种电池封装结构的优劣对比 129
5.3新型水系锌基电池的封装结构 130
5.3.1方形电池封装结构 130
5.3.2柔性电池封装结构 133
参考文献 137
第6章 水系锌基电池未来发展方向和挑战
6.1真实电池性能的科学考量 140
6.2核心材料的研发 142
6.2.1锌负极材料 142
6.2.2正极材料 143
6.2.3水系电解质 144
6.3基于应用场景要求的电池综合性能 146
6.3.1成本 146
6.3.2机械性能 146
6.3.3安全性 147
参考文献 148