高性能儲能器件電解質：設計、制備與應用

1.電解質是儲能電池工作的離子通路，是電化學反應穩定進行的關鍵，顯著影響了儲能電池的工作機制和輸出性能。 2.本書有利于促進讀者對高性能儲能器件電解質材料領域的了解，使科研工作者對該領域的創新拓展、前沿研究，以及未來發展方向有更深入的認識，有助于推進該領域的知識普及與科研進步。

目前，全球能源結構正在經歷前所未有的深刻變革，由傳統的化石能源向清潔高效能源轉變。為了應對這一趨勢，電化學儲能技術的發展至關重要，是構建能源互聯網和促進新能源產業發展的核心。在眾多儲能器件中，電池具有突出的優點（如易于模塊化、電壓和電流穩定、壽命長、充放電操作簡便易行、體積尺寸規格多樣、攜帶方便等），在人們日常生活、工業、農業、交通運輸、通信、規模儲能等各個領域都得到了廣泛的應用。其中， 作為連接電極之間的重要媒介，電解質是電池工作的離子通路，是電化學反應穩定進行的關鍵，對電池的工作機制和輸出性能（例如，功率密度、能量密度、循環壽命）等具有顯著影響。盡管離子傳導理論研究已經取得重要進展，國內外關于電解質方面的文章與專著也層出不窮，然而，該領域仍然需要一本詳細介紹儲能器件中電解質離子傳導理論以及電解質定義、分類和組成的專著，并詳細介紹電解質在儲能電池中應用時的具體問題與挑戰，以滿足讀者需求。
本書基于物理化學基礎，系統介紹了：①儲能器件用電解質的理論發展；②電解質的定義、分類、組成以及離子傳導機制；③電解質在二次離子電池、金屬硫電池與金屬空氣電池中的具體應用。為了便于各個行業與領域的讀者理解，本書結合物理、數學及化學分析，列舉了大量近年來在國際期刊發表的研究成果，并展望了未來的研究及發展方向。本書第一章和第五章由鐘澄、胡文彬編寫，第二章由鐘澄、范夏月編寫，第三章由鐘澄、劉曉瑞編寫，第四章由鐘澄、宋志雙編寫。
本書有利于促進讀者對高性能儲能器件電解質材料領域的了解，使科研工作者對該領域的創新拓展、前沿研究，以及未來發展方向有更深入的認識，有助于推進該領域的知識普及與科研進步。

鐘 澄

《高性能儲能器件電解質》是“先進電化學能源存儲與轉化技術叢書” 分冊之一， 關注高性能儲能器件電解質材料的設計、制備與應用。書中系統介紹了電解質的理論發展、定義、分類、組成、離子傳導機制，及其在二次離子電池、金屬硫電池、金屬空氣電池中的具體應用，并展望了未來研究及發展的方向。
本書適用于儲能領域科研工作者、相關技術人員等閱讀，對于指導設計高性能電解質材料，發展滿足未來能源需求的儲能器件，具有重要意義。

第1章 儲能器件用電解質的基本原理1
參考文獻9

第2章 二次離子電池電解質11
2.1　液態電解質13
2.2　半固態/固態電解質30
參考文獻38

第3章 金屬硫電池電解質45
3.1　液態電解質48
3.1.1　有機電解質49
3.1.2　離子液體電解質57
3.1.3　水系電解質60
3.2　半固態/固態電解質62
3.2.1　聚合物電解質63
3.2.2　無機固態電解質68
參考文獻72

第4章 金屬空氣電池電解質77
4.1　水系電解質80
4.1.1　堿性電解質80
4.1.2　中性電解質84
4.1.3　酸性電解質85
4.2　非水系液態電解質86
4.2.1　有機電解質87
4.2.2　離子液體91
4.3　半固態/固態電解質96
參考文獻103

第5章 挑戰和展望110
參考文獻114

索引115