第1章電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)基礎(chǔ)001
1.1電化學(xué)基礎(chǔ)理論002
1.1.1原電池與電動(dòng)勢(shì)002
1.1.2可逆電池與可逆電極003
1.1.3電極過電位005
1.1.4電子轉(zhuǎn)移步驟動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)述005
1.1.5電極反應(yīng)的常見機(jī)理008
1.1.6電化學(xué)交流阻抗譜基礎(chǔ)009
1.2固體電解質(zhì)相關(guān)基礎(chǔ)理論012
1.2.1固體電解質(zhì)中的離子輸運(yùn)理論概述012
1.2.2離子傳導(dǎo)動(dòng)力學(xué)與研究技術(shù)015
1.2.3固體電解質(zhì)的離子遷移數(shù)和電子遷移數(shù)017
1.2.4固體電解質(zhì)的電化學(xué)窗口與分解電壓019
1.2.5固體電解質(zhì)的界面電化學(xué)基礎(chǔ)020
1.3化學(xué)電源基礎(chǔ)022
1.3.1化學(xué)電源的組成022
1.3.2化學(xué)電源的分類022
1.3.3化學(xué)電源動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)024
1.4儲(chǔ)能技術(shù)與儲(chǔ)能鈉電池簡(jiǎn)介027
1.4.1儲(chǔ)能技術(shù)簡(jiǎn)介027
1.4.2儲(chǔ)能鈉電池簡(jiǎn)介029
參考文獻(xiàn)032

第2章鈉離子固體電解質(zhì)材料035
2.1引言036
2.2Na-β/β″-Al2O3陶瓷036
2.2.1晶體結(jié)構(gòu)037
2.2.2相組成040
2.2.3電學(xué)性質(zhì)042
2.2.4機(jī)械力學(xué)性質(zhì)044
2.2.5化學(xué)/電化學(xué)穩(wěn)定性046
2.2.6制備技術(shù)048
2.3NASICON型固體電解質(zhì)053
2.3.1晶體結(jié)構(gòu)053
2.3.2元素組成與電導(dǎo)率054
2.3.3機(jī)械性質(zhì)057
2.3.4化學(xué)/電化學(xué)穩(wěn)定性059
2.3.5制備技術(shù)059
2.4硫族化合物固體電解質(zhì)061
2.4.1晶體結(jié)構(gòu)061
2.4.2元素組成與電導(dǎo)率063
2.4.3物化性質(zhì)066
2.4.4制備技術(shù)067
2.5其他鈉離子固體電解質(zhì)材料069
2.5.1鹵化物固體電解質(zhì)069
2.5.2硼氫化鈉型固體電解質(zhì)072
2.5.3P2型Na2M2TeO6076
2.5.4聚合物固體電解質(zhì)076
2.5.5凝膠聚合物電解質(zhì)080
2.5.6無機(jī)-有機(jī)復(fù)合電解質(zhì)084
2.6小結(jié)085
參考文獻(xiàn)087

第3章鈉硫電池101
3.1引言102
3.2鈉硫電池的工作原理102
3.3鈉硫電池的結(jié)構(gòu)與組成105
3.3.1金屬鈉負(fù)極106
3.3.2硫正極116
3.4鈉硫電池的性能影響因素127
3.4.1電池內(nèi)阻與充放電特性127
3.4.2電池循環(huán)穩(wěn)定性及其影響因素128
3.5鈉硫電池低溫化的研究進(jìn)展130
3.5.1中溫鈉硫電池131
3.5.2常溫鈉硫電池134
參考文獻(xiàn)140

第4章ZEBRA電池145
4.1引言146
4.2ZEBRA電池的工作原理146
4.3ZEBRA電池的結(jié)構(gòu)與組成148
4.3.1金屬氯化物活性材料150
4.3.2正極電解液152
4.3.3正極界面電化學(xué)157
4.3.4正極添加劑161
4.3.5正極的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)167
4.4ZEBRA電池的性能影響因素170
4.4.1充放電制度170
4.4.2電解質(zhì)管中毒173
4.4.3正極活性物質(zhì)晶粒的尺寸174
4.5ZEBRA電池的電池模型與模擬技術(shù)176
4.5.1電化學(xué)模型176
4.5.2數(shù)學(xué)模型178
4.5.3電學(xué)模型179
4.6ZEBRA電池低溫化的研究進(jìn)展185
參考文獻(xiàn)188

第5章鈉離子電池193
5.1引言194
5.2鈉離子電池的結(jié)構(gòu)組成及其工作原理195
5.3鈉離子電池的電極活性材料196
5.3.1正極材料196
5.3.2負(fù)極材料203
5.4鈉離子電池的液體電解質(zhì)材料207
5.4.1酯類電解液體系207
5.4.2醚類電解液體系211
5.4.3離子液體電解液213
5.4.4濃電解液215
5.4.5水基電解液218
5.5有機(jī)體系鈉離子全電池的研究進(jìn)展220
5.6水系鈉離子全電池的研究進(jìn)展224
5.6.1拓寬電化學(xué)窗口的研究進(jìn)展224
5.6.2構(gòu)建穩(wěn)定的電極材料/水系電解液界面226
參考文獻(xiàn)230

第6章儲(chǔ)能鈉電池的制造技術(shù)237
6.1引言238
6.2鈉硫電池的制造技術(shù)238
6.2.1鈉硫電池單體的設(shè)計(jì)與電極制造238
6.2.2鈉硫電池模組的設(shè)計(jì)與制造243
6.3ZEBRA電池的制造技術(shù)246
6.3.1ZEBRA電池單體的設(shè)計(jì)與電極制造246
6.3.2ZEBRA電池模組的設(shè)計(jì)與制造250
6.4高溫鈉電池的封接技術(shù)251
6.4.1陶瓷-陶瓷封接252
6.4.2陶瓷-金屬封接262
6.4.3金屬-金屬焊接267
6.4.4小結(jié)268
6.5鈉離子電池的制造技術(shù)269
6.5.1層狀氧化物正極材料的制造270
6.5.2普魯士藍(lán)類正極材料的制造272
6.5.3硬碳負(fù)極材料的制造273
6.5.4極片和電芯制造276
參考文獻(xiàn)278

第7章儲(chǔ)能鈉電池的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)283
7.1引言284
7.2儲(chǔ)能鈉電池電芯的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)285
7.2.1理論容量與實(shí)際容量285
7.2.2理論能量與實(shí)際能量密度285
7.2.3倍率性能與輸出功率286
7.2.4循環(huán)性能(壽命)287
7.2.5內(nèi)阻290
7.2.6高低溫電性能291
7.2.7電池電芯失效機(jī)理296
7.3儲(chǔ)能鈉電池模組的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)297
7.3.1電性能指標(biāo)297
7.3.2自放電率297
7.3.3凍融循環(huán)性能298
7.3.4啟動(dòng)時(shí)間299
7.3.5實(shí)用化模組的性能參數(shù)300
7.4儲(chǔ)能鈉電池的安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)301
7.5小結(jié)307
參考文獻(xiàn)308

第8章儲(chǔ)能鈉電池的成本分析與可持續(xù)發(fā)展311
8.1引言312
8.2原材料資源可用性313
8.3生產(chǎn)制造成本分析314
8.3.1ZEBRA電池的生產(chǎn)制造成本314
8.3.2鈉硫電池的生產(chǎn)制造成本316
8.3.3鈉離子電池的生產(chǎn)制造成本316
8.4生命周期成本319
8.5生命周期評(píng)估322
8.6回收可再生循環(huán)性326
8.6.1高溫儲(chǔ)能鈉電池的回收再利用326
8.6.2鈉離子電池的回收再利用328
8.7小結(jié)332
參考文獻(xiàn)333

第9章儲(chǔ)能鈉電池的應(yīng)用現(xiàn)狀335
9.1引言336
9.2儲(chǔ)能鈉電池的應(yīng)用現(xiàn)狀337
9.2.1電力系統(tǒng)和可再生能源領(lǐng)域337
9.2.2電信通信領(lǐng)域349
9.2.3交通運(yùn)輸領(lǐng)域350
9.2.4分布式儲(chǔ)能領(lǐng)域353
9.2.5其他特殊領(lǐng)域354
參考文獻(xiàn)355

附錄357
附表一鈉電池相關(guān)電極的標(biāo)準(zhǔn)氧化-還原電位φθ（25℃）357
附表二鈉電池相關(guān)活性物質(zhì)的電化學(xué)當(dāng)量357