石墨烯電化學儲能技術

1章　緒論001
1.1 電化學儲能技術003
1.1.1 簡介003
1.1.2 電化學儲能面臨的機遇與挑戰(zhàn)004
1.2 石墨烯的發(fā)現(xiàn)與制備006
1.2.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn)006
1.2.2 石墨烯的性質007
1.2.3 石墨烯的制備技術008
1.3 生逢其時———石墨烯在電化學儲能領域的應用009
1.3.1 碳與石墨烯009
1.3.2 石墨烯用于儲能的研究進展010
1.3.3 石墨烯基材料與電極的組裝策略011
1.3.4 石墨烯的使命012
參考文獻014
第2 章　石墨烯在超級電容器中的應用017
2.1 超級電容器概述019
2.1.1 分類與儲能機理020
2.1.2 應用領域022
2.2 石墨烯基超級電容器的設計023
2.2.1 石墨烯基雙電層電容器023
2.2.2 石墨烯基贗電容器030
2.3 石墨烯作為模板構建超電容材料032
2.4 基于石墨烯組裝體的電極材料的構建033
2.4.1 一維石墨烯基組裝體034
2.4.2 二維石墨烯基組裝體036
2.4.3 三維石墨烯基組裝體037
2.5 應用前景展望041
參考文獻042
第3 章　石墨烯在鋰離子電池中的應用047
3.1 鋰離子電池簡介049
3.1.1 發(fā)展歷史049
3.1.2 機遇與挑戰(zhàn)051
3.2 鋰離子電池正極052
3.2.1 石墨烯導電添加劑053
3.2.2 石墨烯基復合物作為鋰離子電池正極材料062
3.3 鋰離子電池負極067
3.3.1 石墨烯在鋰離子電池負極中的應用070
3.3.2 石墨烯/非碳復合材料作為鋰離子電池負極073
3.4 其他應用078
3.5 材料設計展望080
參考文獻081
第4 章　石墨烯在鋰硫電池中的應用089
4.1 鋰硫電池簡介091
4.1.1 特點091
4.1.2 工作機理092
4.1.3 面臨的挑戰(zhàn)093
4.2 石墨烯在正極結構設計中的應用094
4.2.1 石墨烯/硫復合正極材料095
4.2.2 石墨烯/硫/碳復合正極098
4.2.3 石墨烯/硫/聚合物復合正極材料100
4.2.4 石墨烯/硫/無機顆粒復合正極材料101
4.2.5 石墨烯/Li2S復合正極材料104
4.3 石墨烯在鋰硫電池隔膜中的應用106
4.3.1 石墨烯及其衍生物修飾隔膜106
4.3.2 石墨烯/碳材料修飾隔膜109
4.3.3 石墨烯/有機物修飾隔膜111
4.3.4 石墨烯/無機物修飾隔膜113
4.4 鋰硫電池催化114
4.4.1 過渡金屬化合物催化劑116
4.4.2 單原子催化劑117
4.4.3 異質結構催化劑119
4.5 結論與展望120
參考文獻121
第5 章　石墨烯在鋰空氣電池中的應用125
5.1 鋰空氣電池概述127
5.1.1 鋰空氣電池的特點127
5.1.2 鋰空氣電池的工作機理128
5.1.3 鋰空氣電池存在的問題129
5.2 鋰空氣電池正極催化劑材料的研究進展130
5.3 石墨烯在鋰空氣電池電極材料中的應用133
5.3.1 石墨烯基正極催化劑133
5.3.2 石墨烯/其他組分復合材料基正極催化劑139
5.4 應用前景與展望145
參考文獻148
第6 章　石墨烯在鈉離子電池中的應用151
6.1 鈉離子電池技術概述153
6.2 石墨烯在鈉離子電池電極材料中的應用156
6.2.1 石墨烯用作鈉離子電池負極材料156
6.2.2 石墨烯負極界面優(yōu)化167
6.2.3 石墨烯復合材料用作電極材料170
6.3 石墨烯在鈉金屬負極中的應用193
6.3.1 可加工鈉金屬負極193
6.3.2 鈉空氣電池196
6.3.3 鈉二氧化碳電池198
6.3.4 室溫鈉硫電池200
6.4 鈉離子電池用石墨烯應用展望201
參考文獻202
第7 章　石墨烯在鋰金屬負極中的應用207
7.1 鋰金屬負極概述209
7.1.1 應用前景209
7.1.2 發(fā)展與挑戰(zhàn)209
7.2 石墨烯基鋰金屬負極支架212
7.2.1 大表面積的石墨烯骨架212
7.2.2 改性石墨烯對鋰金屬沉積性能的影響217
7.2.3 石墨烯支架對鋰金屬的機械性能的影響218
7.3 石墨烯基中間功能層221
7.3.1 鋰金屬負極界面保護221
7.3.2 離子濃度調節(jié)層223
7.4 金屬鋰負極表面封裝225
7.5 應用前景展望226
參考文獻227
第8 章　石墨烯在其他儲能器件中的應用231
8.1 概述233
8.2 混合電容器234
8.2.1 鋰離子電容器234
8.2.2 鈉離子電容器248
8.2.3 其他混合儲能器件254
8.3 雙離子電池256
8.3.1 概述256
8.3.2 石墨烯在雙離子電池中的應用258
8.4 鉛酸蓄電池259
8.4.1 概述259
8.4.2 石墨烯在鉛酸蓄電池中的應用260
8.5 展望262
參考文獻264
第9 章　“石墨烯 ”儲能的機遇和挑戰(zhàn)269
9.1 時代機遇和研發(fā)進展271
9.2 認識誤區(qū)和觀念更正272
9.3 “石墨烯 ”電池(儲能)———夢想終將照進現(xiàn)實273
9.3.1 石墨烯———做傳統(tǒng)碳材料做不好的事情274
9.3.2 石墨烯———做傳統(tǒng)碳材料做不了的事情275
9.3.3 石墨烯儲能技術產業(yè)化推進的幾點建議276
索引278