材料科学与工程专业应用型本科系列教材：新能源材料 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴其胜 编

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• 新能源材料
• 材料科学
• 材料工程
• 应用型本科
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• 高等教育
• 能源
• 新材料
• 物理学
• 化学

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

内容简介

《材料科学与工程专业应用型本科系列教材：新能源材料》共分七章，首先概述了新能源技术及其材料；第2～7章从原理和微观机制、材料成分、组织结构与性能的关系等方面分别具体介绍了金属氢化物镍电池材料、锂离子电池材料、燃料电池材料、太阳能电池材料、半导体照明发光材料及相变储能材料等新能源材料，同时对这些新能源材料的发展应用前景及趋势等进行了说明。
本书可作为高等院校，尤其是应用型本科院校的无机非金属材料、金属材料、高分子材料与工程和材料物理、材料化学等专业高年级学生的教材，也可供相关材料科学与工程技术人员参考。

内页插图

目录

1 概述
本章内容提要
1.1 能源
1.2 新能源
1.3 新能源技术
1.4 新能源材料
1.5 新能源材料的关键技术
思考题
参考文献

2 金属氢化物镍电池材料
本章内容提要
2.1 金属氢化物镍电池简介
2.1.1 金属氢化物镍电池工作原理
2.1.2 储氢合金的基本特征
2.1.3 储氢合金电极材料的主要特征
2.2 储氢合金负极材料
2.2.1 ABs型混合稀土系统储氢电极合金
2.2.2 AB2型Laves相储氢电极合金
2.2.3 其他新型高容量储氢合金电极材料
2.3 镍正极材料
2.3.1 氢氧化镍电极的充放电机制
2.3.2 氢氧化镍在充放电过程中的晶型转换
2.3.3 球形Ni（OH）2正极材料的基本性质与制备方法
2.3.4 影响高密度球形Ni（OH）2电化学性能的因素
2.3.5 Ni（OH）2正极材料的研究动向
2.4 Ni/MH电池材料的再生利用
2.4.1 Ni/MH电池的生产和回收概况
2.4.2 Ni／MH电池材料的再生利用技术
思考题
参考文献

3 锂离子电池材料
本章内容提要
3.1 概述
3.2 锂离子电池的工作原理
3.2.1 工作原理
3.2.2 特点
3.2.3 结构组成
3.2.4 与电池相关的基本概念
3.3 锂离子电池负极材料
3.3.1 金属锂负极材料
3.3.2 锂合金与合金类氧化物负极材料
3.3.3 石墨与石墨层间化合物
3.3.4 石墨化中间相碳微珠
3.3.5 热解碳负极材料
3.3.6 过渡金属氧化物负极材料
3.3.7 Li4、Ti5、O12负极材料
3.3.8 过渡金属锂氮化物负极材料
3.4 锂离子电池正极材料
3.4.1 正极材料的选择要求
3.4.2 LiCoO2正极材料
3.1.3 LiNiO2正极材料
3.4.4 LiMnO2正极材料
3.4.5 LiMn2O4正极材料
3.4.6 a-V205及其锂化衍生物
3.4.7 橄榄石结构LiMP04正极材料
3.4.8 LiNi1-xCoxO2正极材料
3.4.9 LiNi1/2Mn1/2Mn1/2O2正极材料
3.4.1 0LiNixCo1-2xMnxO2正极材料
3.4.1 1高容量高电压正极材料
3.5 电解质材料
3.5.1 非水有机液体电解质
3.5.2 聚合物电解质
3.5.3 无机固体电解质
3.6 锂离子电池的生产流程
3.7 锂离子电池发展趋势
思考题
参考文献
4 燃料电池材料
本章内容提要
4.1 概述
4.1.1 几种燃料电池的研究现状
……
5 太阳能电池材料
6 半导体照明发光材料
7 相变储能材料

前言/序言

《新能源材料》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的新能源材料知识体系，涵盖了当前和未来能源领域至关重要的各类材料及其应用。我们不仅关注材料本身的结构、性能、制备工艺，更着重于它们在新兴能源技术中的实际作用和发展趋势，致力于为相关领域的科研人员、工程师、学生以及对新能源技术感兴趣的读者提供有价值的参考。 第一部分：太阳能材料 在清洁能源的浪潮中，太阳能占据着举足轻重的地位。本部分将详细阐述太阳能转换的关键材料，包括： 硅基太阳能电池材料： 从单晶硅、多晶硅的制备工艺、晶体缺陷控制，到钝化层、减反射层、背接触等关键技术的优化，深入剖析如何提高光电转换效率。我们将探讨不同等级硅材料的特性及其在高效太阳能电池中的应用，并介绍诸如异质结、PERC等先进结构的原理和优势。 薄膜太阳能电池材料： 重点介绍碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）、钙钛矿等薄膜太阳能电池材料。我们将分析其材料特性、生长机制、光电转换原理，以及在柔性、低成本太阳能电池领域的应用前景。对于钙钛矿材料，将重点关注其稳定性和大面积制备的挑战与进展。 有机光伏材料： 探索新型有机半导体材料在太阳能电池中的应用，包括聚合物和富勒烯衍生物。我们将阐述其分子结构与光电性能的关系，以及在高效、柔性、半透明太阳能电池方面的潜力。 光伏材料的性能评估与可靠性： 介绍光伏器件的性能测试标准、老化机理及提升器件可靠性的策略。 第二部分：储能材料 高效可靠的储能是实现新能源广泛应用的关键瓶颈。本部分将聚焦于各类储能材料： 锂离子电池材料： 深度解析锂离子电池的核心材料，包括正极材料（如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料）、负极材料（如石墨、硅基负极、钛酸锂）、电解质（液体、固态）以及隔膜材料。我们将探讨不同材料体系的电化学性能、能量密度、功率密度、循环寿命和安全性，并展望下一代锂离子电池材料的发展方向，如高镍低钴、富锂锰基、硅碳负极等。 钠离子电池材料： 介绍钠离子电池作为锂离子电池替代品的优势，重点分析钠离子电池的层状氧化物、普鲁士蓝类似物、聚阴离子化合物等正极材料，以及硬碳、软碳等负极材料，并讨论电解质和固态电解质的研发进展。 液流电池材料： 探讨全钒液流电池、锌溴液流电池等液流储能系统的关键材料，包括电极材料、电解液组分，以及其在规模化储能中的应用潜力。 超级电容器材料： 介绍活性炭、碳纳米管、石墨烯、金属氧化物等用于超级电容器的电极材料，分析其双电层电容和赝电容机制，以及在快速充放电和高功率密度应用中的优势。 氢能储能材料： 关注金属氢化物、碳基材料、MOFs等用于固态储氢材料的研究进展，以及液氢、氨氢等其他储氢技术的材料需求。 第三部分：氢能与燃料电池材料 氢能作为一种清洁高效的二次能源，其发展离不开先进的材料支撑。本部分将深入探讨： 制氢材料： 介绍电解水制氢（质子交换膜电解槽、碱性电解槽）和光催化/光电化学制氢的关键催化剂和膜材料。 储氢材料： 详细分析金属氢化物、吸附材料（如MOFs、COFs、碳材料）以及化学储氢载体（如液氨、甲醇）等储氢技术的材料特性与挑战。 燃料电池材料： 重点阐述固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）等核心材料，包括电解质（陶瓷、聚合物）、电极催化剂（铂基、非铂基）、双极板等。我们将分析不同类型燃料电池的材料选择、工作原理及其在交通、发电等领域的应用。 第四部分：热电材料 热电材料能够直接将热能与电能相互转换，在废热发电、固态制冷等领域具有广阔前景。本部分将： 介绍热电材料的基本原理： 如塞贝克效应、珀尔帖效应，以及优异热电材料的关键性能指标（ZT值）。 分析各类热电材料的特性： 包括碲化物（如碲化铋、碲化铅）、氧化物、半导体合金（如硅锗合金）等。 探讨提高热电性能的策略： 如纳米结构调控、掺杂、合金化等。 第五部分：催化材料 催化材料在能源转化过程中发挥着至关重要的作用，尤其在新能源的生产、转化和利用方面。本部分将： 介绍各类能源相关催化过程： 如CO2转化、生物质转化、燃料合成等。 分析不同类型的催化材料： 包括金属催化剂、金属氧化物催化剂、金属有机框架（MOFs）催化剂、多相催化剂、均相催化剂等。 探讨催化材料的设计与性能优化： 如纳米化、复合化、表面改性等。 第六部分：新能源材料的制备与表征 材料的性能与其制备工艺和表征手段密不可分。本部分将： 介绍常见的新能源材料制备方法： 如固相反应法、溶胶-凝胶法、水热法、气相沉积法（CVD, PVD）、电化学沉积法、3D打印等。 讲解关键的材料表征技术： 包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱、电化学工作站等，以及如何利用这些技术分析材料的结构、形貌、成分和电化学性能。 结论与展望 本书的最后一章将对新能源材料领域的整体发展进行总结，分析当前面临的主要挑战，并对未来发展趋势进行展望，包括新材料的发现、智能材料的设计、可持续发展理念在材料开发中的体现，以及跨学科合作的重要性。 本书力求内容前沿、论述严谨、图文并茂，旨在为读者构建一个系统、深刻的新能源材料知识框架，激发创新思维，助力新能源技术的不断进步与发展。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论基础的搭建上，无疑是下了功夫的。它详细介绍了许多新能源材料的晶体结构、电子能带理论、以及相关的物理化学性质，为理解材料如何工作提供了坚实的理论支撑。例如，在介绍催化剂材料时，书中深入讲解了活性位点的概念、表面吸附与解吸过程、以及电子转移机制，并结合了量子化学计算和光谱学表征技术，对这些微观过程进行了理论推导和解释。这对于我理解催化剂的设计原理，以及如何通过改变材料的组成、形貌或表面性质来提高催化活性和选择性，非常有帮助。书中也引用了一些经典的理论模型和公式，有助于读者进行更深入的理论研究和计算模拟。

评分☆☆☆☆☆

这本《新能源材料》的书，我算是深入体验了一把。一开始拿到手，就是冲着“应用型本科系列教材”的名头来的，想着应该会比较贴合实际，能够解决我在课堂上学到的理论知识和实际操作之间的断层。翻开书，从目录来看，内容是相当全面的，涵盖了太阳能电池材料、储能材料（比如锂离子电池、超级电容器）、氢能材料（如储氢材料、催化剂）、以及一些新兴的能源转换材料。每一章都分配了相当的篇幅，像是太阳能电池这块，从晶硅太阳能电池的原理、制备工艺，到薄膜太阳能电池（包括CdTe、CIGS、有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池）的最新进展，都有涉及。特别是对钙钛矿太阳能电池的部分，个人感觉讲得比较透彻，从其晶体结构、光电特性，到提高效率和稳定性的各种策略，都有详细的阐述，还列举了一些典型的实验数据和文献引用，这对于我这种想要做相关科研的学生来说，简直是宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度无疑是值得称赞的，特别是对于一些新能源材料的基础物理化学原理的阐述，我个人觉得是相当扎实的。以氢能材料这部分为例，书中详细解释了金属氢化物、碳基材料（如MOFs、COFs）、以及新型合金材料在储氢方面的机理，包括吸放氢的动力学、热力学过程，以及影响储氢性能的微观因素。它不只是简单地罗列材料种类，而是深入到原子层面的相互作用，比如氢原子如何嵌入金属晶格，或者在纳米孔道中如何吸附。这种深入的讲解，对于理解材料的本征性质，以及如何通过结构设计来优化性能，提供了坚实的理论基础。而且，它还探讨了不同储氢材料的优缺点对比，比如重量储氢密度、体积储氢密度、充放氢速率、以及循环寿命等关键指标，并结合了最新的研究进展，让我对这个领域有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

当然，在某些技术细节的深入程度方面，我个人认为还有提升的空间。例如，在介绍柔性电子材料时，书中提到了聚合物、纳米材料等，并简单描述了它们在柔性显示、柔性传感器等领域的应用前景。但对于如何实现这些材料在柔性基底上的高性能、高稳定性的器件制备，以及如何解决界面接触电阻、应力分布不均等工程难题，书中并没有进行深入的探讨。我期待能看到更多关于具体制备工艺的细节，比如印刷技术、卷对卷生产工艺等，以及这些工艺如何影响材料的性能和器件的可靠性。如果能够提供更多实际的工程化案例和技术解决方案，这本书的“应用型”特质会更加鲜明。

评分☆☆☆☆☆

然而，随着阅读的深入，我逐渐发现这本书在一些细节上的处理，或许还有提升的空间。比如，在介绍锂离子电池的电解质材料时，虽然提到了固态电解质是一个重要的发展方向，并且给出了几种常见的固态电解质的例子，如聚合物电解质、氧化物电解质和硫化物电解质，但对于每种固态电解质的制备方法、性能特点、以及在实际应用中遇到的瓶颈，例如界面阻抗问题、加工成型难度等，并没有做非常深入的探讨。我本来期待能看到一些具体的工业生产中的技术难点和解决方案，或者是一些经典的失效分析案例，但书中更多的是一些基础性的理论介绍和概念性的描述。这让我感觉，虽然知识框架搭得不错，但“应用型”体现在实际操作和工程化方面的深度，似乎还有待加强，尤其是在一些关键技术的“卡脖子”环节，书中的分析略显保守。

评分☆☆☆☆☆

这本书在新能源材料的概述和分类方面，做得很是清晰，为我构建了一个初步的认知框架。开篇部分对不同类型的新能源材料进行了系统性的介绍，包括它们的基本原理、主要优势和面临的挑战。比如，在介绍氢能技术时，它会区分电解水制氢、光催化制氢、生物质制氢等不同路径，并对各自所需的核心材料进行初步的介绍，这让我对整个氢能领域有了更宏观的把握。在介绍储能材料时，也能够区分出电化学储能（如锂离子电池、液流电池）、物理储能（如飞轮、压缩空气储能）和热储能等不同类型，并为每种类型推荐了代表性的材料。这种分门别类的讲解方式，对于初学者理解复杂的新能源技术体系非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

尽管如此，在某些章节的深度和广度上，我还是觉得有所不足，尤其是在对一些前沿技术的深入剖析方面。比如，书中在提到“能源互联网”和“智能电网”时，只是简要地提及了新能源材料在这些未来能源体系中的作用，并没有深入探讨具体的应用场景和技术挑战。我本来期待能够看到一些关于材料如何与智能控制系统、大数据分析相结合，以实现能源的高效利用和优化配置的案例。例如，如何设计能够实时感知电网负荷变化、并快速响应的储能材料，或者如何开发具有自修复功能的材料，以提高能源系统的可靠性。这些更具前瞻性和跨学科结合的内容，如果能够得到更细致的阐述，将会大大提升本书在应用型方面的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

不过，作为一个希望将知识转化为实践的读者，我在阅读时还是会时不时地思考：“这些理论在实际工程中是如何应用的？”。拿书中关于超级电容器材料的章节来说，虽然提到了活性炭、导电聚合物、金属氧化物等，并解释了它们在电容储能和赝电容储能中的作用，但对于如何在大规模生产中实现这些材料的高性能和低成本，以及如何在超级电容器器件设计中考虑电极材料的孔隙结构、粒径分布、导电网络等因素，书中似乎只是一笔带过。我希望能看到更多关于工业化生产中的工艺优化，比如活性炭的活化方法、金属氧化物的纳米化制备技术，或者导电聚合物的掺杂改性策略，以及这些工艺如何影响最终器件的能量密度、功率密度和循环寿命。这些更偏向工程实践的内容，如果能再丰富一些，这本书的应用型价值会更加凸显。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容编排上，确实做到了循序渐进，对于初学者来说，能够比较容易地建立起新能源材料领域的整体认知。尤其是前面几章，对各类新能源材料的分类、基本原理和发展历程的介绍，就像是在为读者绘制一张宏大的地图，指明了各个方向。我特别喜欢它在介绍每一种新型材料时，都会将其与传统材料进行对比，明确指出其优势和劣势，以及为什么它会被认为是未来的发展方向。例如，在讨论有机太阳能电池时，它会将其与硅基太阳能电池进行比较，在柔韧性、低成本制备方面突出其优势，同时也不回避其在效率和稳定性上的挑战。这种比较性的介绍，让读者能够更清晰地理解新材料的价值所在，也更容易形成批判性思维，而不是盲目地追逐“最新”。

评分☆☆☆☆☆

然而，在实际应用层面，我希望这本书能够提供更多关于材料的失效机理、性能退化规律以及相应的改进措施。比如，在介绍锂离子电池的正负极材料时，虽然列举了多种材料，并阐述了它们的充放电过程，但对于这些材料在长期循环过程中出现的体积膨胀、相变、副反应等导致的容量衰减和内阻增加等问题，并没有做详细的分析。书中可能更多地关注材料本身的特性，而对于如何通过电解液添加剂、涂层技术、或者结构设计来延缓材料的失效，则涉及较少。如果能增加一些实际的失效案例分析，并提供相应的解决方案，这本书的实践指导意义会更加突出。

评分☆☆☆☆☆

指定考试用书。。。。。。。。。。。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

内容和2000年雷永泉的性能源材料有较多的雷同

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

还可以。。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

内容和2000年雷永泉的性能源材料有较多的雷同

评分☆☆☆☆☆

买到书 还是希望第一眼能看到一本新的封面

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

书的内容还不错，可以入门阅读