高性能储能器件电解质：设计、制备与应用

1.电解质是储能电池工作的离子通路，是电化学反应稳定进行的关键，显著影响了储能电池的工作机制和输出性能。 2.本书有利于促进读者对高性能储能器件电解质材料领域的了解，使科研工作者对该领域的创新拓展、前沿研究，以及未来发展方向有更深入的认识，有助于推进该领域的知识普及与科研进步。

目前，全球能源结构正在经历前所未有的深刻变革，由传统的化石能源向清洁高效能源转变。为了应对这一趋势，电化学储能技术的发展至关重要，是构建能源互联网和促进新能源产业发展的核心。在众多储能器件中，电池具有突出的优点（如易于模块化、电压和电流稳定、寿命长、充放电操作简便易行、体积尺寸规格多样、携带方便等），在人们日常生活、工业、农业、交通运输、通信、规模储能等各个领域都得到了广泛的应用。其中， 作为连接电极之间的重要媒介，电解质是电池工作的离子通路，是电化学反应稳定进行的关键，对电池的工作机制和输出性能（例如，功率密度、能量密度、循环寿命）等具有显著影响。尽管离子传导理论研究已经取得重要进展，国内外关于电解质方面的文章与专著也层出不穷，然而，该领域仍然需要一本详细介绍储能器件中电解质离子传导理论以及电解质定义、分类和组成的专著，并详细介绍电解质在储能电池中应用时的具体问题与挑战，以满足读者需求。
本书基于物理化学基础，系统介绍了：①储能器件用电解质的理论发展；②电解质的定义、分类、组成以及离子传导机制；③电解质在二次离子电池、金属硫电池与金属空气电池中的具体应用。为了便于各个行业与领域的读者理解，本书结合物理、数学及化学分析，列举了大量近年来在国际期刊发表的研究成果，并展望了未来的研究及发展方向。本书第一章和第五章由钟澄、胡文彬编写，第二章由钟澄、范夏月编写，第三章由钟澄、刘晓瑞编写，第四章由钟澄、宋志双编写。
本书有利于促进读者对高性能储能器件电解质材料领域的了解，使科研工作者对该领域的创新拓展、前沿研究，以及未来发展方向有更深入的认识，有助于推进该领域的知识普及与科研进步。

钟 澄

《高性能储能器件电解质》是“先进电化学能源存储与转化技术丛书” 分册之一， 关注高性能储能器件电解质材料的设计、制备与应用。书中系统介绍了电解质的理论发展、定义、分类、组成、离子传导机制，及其在二次离子电池、金属硫电池、金属空气电池中的具体应用，并展望了未来研究及发展的方向。
本书适用于储能领域科研工作者、相关技术人员等阅读，对于指导设计高性能电解质材料，发展满足未来能源需求的储能器件，具有重要意义。

第1章 储能器件用电解质的基本原理1
参考文献9

第2章 二次离子电池电解质11
2.1　液态电解质13
2.2　半固态/固态电解质30
参考文献38

第3章 金属硫电池电解质45
3.1　液态电解质48
3.1.1　有机电解质49
3.1.2　离子液体电解质57
3.1.3　水系电解质60
3.2　半固态/固态电解质62
3.2.1　聚合物电解质63
3.2.2　无机固态电解质68
参考文献72

第4章 金属空气电池电解质77
4.1　水系电解质80
4.1.1　碱性电解质80
4.1.2　中性电解质84
4.1.3　酸性电解质85
4.2　非水系液态电解质86
4.2.1　有机电解质87
4.2.2　离子液体91
4.3　半固态/固态电解质96
参考文献103

第5章 挑战和展望110
参考文献114

索引115