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新能源材料热化学性能的调控策略
目录
一、内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.2热化学性能在新能源领域的核心地位．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.3文献综述与现有技术瓶颈．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.4研究目标与内容框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
二、新能源材料热化学性能基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
2.1热化学性能的定义与表征参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
2.2能量转换与存储中的热力学行为．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
2.3动力学过程对材料性能的影响机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
2.4典型新能源材料的热化学特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
三、热化学性能调控的核心策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
3.1组分设计与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
3.1.1元素掺杂与替代效应．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
3.1.2复合材料的界面工程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
3.1.3晶体结构调控与相变设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
3.2微观形貌与结构调控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
3.2.1纳米化与多孔结构构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
3.2.2表面修饰与功能化处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
3.2.3异质结构的热稳定性增强．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
3.3外场辅助调控技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39
3.3.1磁场/电场对热化学行为的诱导．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
3.3.2机械力活化与应力调控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
3.3.3光/热协同效应的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
四、实验方法与表征技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
4.1材料制备工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
4.1.1固相法与液相合成路径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
4.1.2高温烧结与快速冷却技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
4.1.3薄膜与块体材料的制备差异．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57
4.2热化学性能测试方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
4.2.1差示扫描量热．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64
4.2.2原位高温X射线衍射与拉曼光谱．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64
4.2.3电化学热耦合测试系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67
4.3结构与性能关联性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70
4.3.1电子显微技术与元素分布表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72
4.3.2第一性原理计算与分子模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74
五、调控策略的应用案例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75
5.1锂/钠离子电池材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77
5.1.1高电压正极材料的热稳定性提升．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79
5.1.2负极材料界面反应抑制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83
5.2燃料电池催化剂．．．．．．．．．
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