本书以3D打印铜硫酸盐复合电极的制备、性能和应用为主线，基于对电化学储能相关知识的概述，重点介绍了3D打印技术在电化学储能器件制造领域的应用，以新型铜硫酸盐(KCu7S4)材料为基础，围绕氧化石墨烯 (GO)和不同导电材料进行复合，系统介绍了采用3D打印技术所构建的各种微型超级电容器的复合电极和器件，并对不同复合电极的微观结构形貌、物相组成对电极润湿性能和电化学性能的影响进行了阐述；从组分配比、打印层数和结构形貌方面对复合电极或器件的电化学性能进行了较为全面的介绍；最后对3D打印电化学储能器件的应用前景和发展趋势等进行了展望。
本书紧贴3D打印技术和储能器件两个交叉学科领域，具有较强的前沿性、专业性与参考价值，可供新能源材料和3D打印领域的科研人员、相关产业技术人员参考，也可供高等学校材料工程、智能制造及相关专业师生参阅。
赵彦亮，太原工业学院材料工程系副教授，材料工程系实验中心主任，研究方向为3D打印新能源材料与器件，主要从事新能源材料及器件的设计、智能制造与应用的相关研究，具体涉及微型超级电容器、柔性电传感器等。共发表学术论文20余篇，其中SCI收录6篇。主持并参与山西省重点研发计划项目、山西省应用基础研究项目、山西省高校科技创新计划项目、横向课题等10余项科研项目；主持横向项目5项。授权发明专利3项、实用新型专利4项。
第1章 电化学储能概述 001
1.1 电化学储能概念 004
1.2 电化学储能器件概述 004
1.2.1 电化学储能器件常见分类 005
1.2.2 电化学储能器件所面临的问题 007
1.3 电化学储能器件的性能优化 008
参考文献 010
第2章 3D 打印技术在电化学储能器件制造领域的应用 011
2.1 3D 打印技术概述 012
2.2 3D 打印电化学储能器件概述 013
2.2.1 主要3D 打印技术类型 013
2.2.2 3D 打印的优势与特点 022
2.2.3 常见3D 打印器件结构 024
2.3 3D 打印电化学储能器件的常用材料 029
2.3.1 电池常用材料 029
2.3.2 超级电容器常用材料 034
2.4 3D 打印技术应用的机遇与挑战 045
参考文献 046
第3章 3D 打印KCu7S4 复合电极及其表征与性能测试 055
3.1 3D 打印KCu7S4 复合电极 056
3.1.1 原料与仪器 056
3.1.2 电极材料的制备 058
3.1.3 3D 打印铜硫酸盐KCu7 S4 复合电极的主要步骤 062
3.2 复合电极的表征分析 065
3.2.1 X 射线衍射表征分析 065
3.2.2 拉曼光谱表征分析 065
3.2.3 X 射线光电子能谱表征分析 065
3.2.4 扫描电子显微镜表征分析 066
3.2.5 透射电子显微镜表征分析 066
3.2.6 傅里叶变换红外光谱表征分析 066
3.2.7 紫外-可见光吸收光谱表征分析 066
3.2.8 热重表征分析 066
3.3 油墨及复合电极性能测试 067
3.3.1 电解液与凝胶电解质的制备方法 067
3.3.2 油墨流变性能测试 067
3.3.3 复合电极性能测试 068
参考文献 070
第4章 3D 打印rGO/KCu7S4 复合电极的结构、性能与应用 071
4.1 油墨组分材料形貌结构表征 072
4.1.1 GO 形貌结构表征 072
4.1.2 KCu7 S4 形貌结构表征 072
4.2 GO/KCu7S4 油墨的流变性能 075
4.2.1 油墨组分的Zeta 电位 075
4.2.2 油墨配比对流变性能的影响 076
4.3 3D 打印rGO/KCu7 S4 复合电极的结构及其对润湿性能的影响 082
4.3.1 形貌结构表征 082
4.3.2 物相分析 086
4.3.3 结构对润湿性能的影响 090
4.4 3D 打印rGO/KCu7S4 复合电极的电化学性能 091
4.4.1 循环伏安特性 092
4.4.2 充放电性能 094
4.4.3 交流阻抗特性 097
4.4.4 循环稳定性 099
4.4.5 导电机理 101
4.5 微型对称超级电容器的电化学性能 102
4.6 rGO/KCu7S4 微型超级电容器的应用 105
参考文献 106
第5章 3D 打印Ag/rGO/KCu7S4 复合电极的结构、性能与应用 109
5.1 纳米Ag 颗粒结构表征 110
5.2 Ag/GO/KCu7S4 复合油墨的流变性能 111
5.2.1 油墨组分的Zeta 电位 111
5.2.2 油墨配比对流变性能的影响 112
5.3 3D 打印Ag/rGO/KCu7 S4 复合电极的结构及其对润湿性能的影响 115
5.3.1 形貌结构表征 115
5.3.2 物相分析 120
5.3.3 结构对润湿性能的影响 122
5.4 3D 打印Ag/rGO/KCu7S4 复合电极的电化学性能 126
5.4.1 循环伏安特性 126
5.4.2 充放电性能 129
5.4.3 交流阻抗特性 132
5.4.4 循环稳定性 134
5.4.5 导电机理 134
5.5 微型对称超级电容器的电化学性能 136
5.6 Ag/rGO/KCu7S4 微型超级电容器的应用 139
参考文献 141
第6章 3D 打印MWCNTs/rGO/KCu7S4 复合电极的结构、性能与应用 143
6.1 羧基化多壁碳纳米管结构表征 144
6.2 MWCNTs/GO/KCu7S4 油墨的流变性能 146
6.2.1 油墨组分的Zeta 电位 146
6.2.2 油墨配比对流变性能的影响 147
6.3 3D 打印MWCNTs/rGO/KCu7 S4 复合电极的结构及其对润湿性能的影响 150
6.3.1 形貌结构表征 150
6.3.2 物相分析 154
6.3.3 结构对润湿性能的影响 157
6.4 3D 打印MWCNTs/rGO/KCu7 S4 复合电极的电化学性能 159
6.4.1 循环伏安特性 160
6.4.2 充放电性能 162
6.4.3 交流阻抗特性 166
6.4.4 循环稳定性 167
6.4.5 导电机理 168
6.5 微型对称超级电容器的电化学性能 170
6.6 MWCNTs/rGO/KCu7S4 微型超级电容器的应用 173
参考文献 175
第7章 3D 打印rGO/CNFs@Ni(OH) 2 //rGO/KCu7 S4 非对称混合微型超级电容器的结构、性能与应用 177
7.1 GO/CNFs 油墨的流变性能 178
7.2 3D 打印rGO/CNFs@Ni(OH) 2 复合电极的结构及其对润湿性能的影响 181
7.2.1 形貌结构表征 181
7.2.2 物相分析 187
7.2.3 结构对润湿性能的影响 193
7.3 rGO/CNFs@Ni(OH) 2 复合电极的电化学性能 195
7.4 非对称混合微型超级电容器的电化学性能 200
7.5 非对称混合微型超级电容器的应用 204
参考文献 206
第8章 总结与展望 209
8.1 3D 打印电化学储能器件的性能与应用总结 210
8.2 3D 打印电化学储能器件的优化方向 212
8.3 3D 打印电化学储能器件的未来发展趋势 213
附录 主要名称术语 218
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