《水系锌离子电池科学与技术》以水系锌离子电池及其关键材料与器件发展为主线，主要介绍了七章内容，分别为：水系锌离子电池基础、水系锌离子电池正极材料、水系锌离子电池电解液、水系锌离子电池负极材料、水系锌离子电池隔膜与黏结剂、水系锌离子电池材料表征与分析、水系锌离子电池未来展望。旨在阐明水系锌离子电池基本工作原理的基础上，系统讨论水系锌离子电池关键材料的研究发展动态及其在相关领域中的应用情况。书末列有重要参考文献，以便于读者自学和参考。 本书可作为高等院校化学、化工、能源等专业本科生的教学用书和研究生的参考教材，也可供从事电化学教学、科研和生产工作的有关人员参考。

第1章 水系锌离子电池基础 001 1.1 水系锌离子电池简介 001 1.1.1 发展历程 001 1.1.2 电池工作原理 002 1.1.3 电池结构 003 1.2 水系锌离子电池性能特点及应用 010 1.2.1 水系锌离子电池优缺点分析 010 1.2.2 水系锌离子电池市场应用 013 第2章 水系锌离子电池正极材料 016 2.1 正极材料概述 016 2.2 锰基正极材料 018 2.2.1 结构特征与分类 018 2.2.2 反应机理 021 2.2.3 本征缺陷 025 2.2.4 改性策略与性能优化 028 2.2.5 总结 031 2.3 钒基正极材料 032 2.3.1 结构特征与分类 032 2.3.2 反应机理 034 2.3.3 本征缺陷 036 2.3.4 改性策略与性能优化 038 2.3.5 总结 040 2.4 有机正极材料 041 2.4.1 导电聚合物 042 2.4.2 亚胺类化合物 043 2.4.3 羰基化合物 045 2.4.4 n型和p型正极材料 045 2.4.5 存储机理 046 2.4.6 电极材料设计 047 2.5 卤素正极材料（锌碘/溴/氯电池） 047 2.5.1 锌碘电池发展概况 047 2.5.2 锌碘电池及其正极材料的特点与挑战 048 2.5.3 锌碘电池性能的改进与未来 051 2.5.4 锌溴/氯电池技术概述与发展前景 060 2.5.5 总结 064 2.6 过渡金属硫化物/硒化物正极材料 065 2.6.1 简介 065 2.6.2 制备方法 065 2.6.3 改性策略 068 2.6.4 总结 070 第3章 水系锌离子电池电解液 071 3.1 电解液的简介 071 3.1.1 电解液的定义与分类 071 3.1.2 电解液的特性 072 3.2 电解液的基础理论 073 3.2.1 电解液的离子传导机制 073 3.2.2 双电层理论 075 3.2.3 电荷传输与极化现象 078 3.2.4 电解液的影响因素 079 3.2.5 锌离子的传输动力学 080 3.3 电解液的关键问题 081 3.3.1 锌离子沉积行为 081 3.3.2 枝晶的形成 082 3.3.3 溶剂化结构及去溶剂化过程 083 3.3.4 副反应 084 3.4 电解液的改性 086 3.4.1 贫水性电解液 086 3.4.2 功能性电解质添加剂 091 第4章 水系锌离子电池负极材料 097 4.1 锌基负极材料的基本特性 097 4.1.1 锌金属的分布 097 4.1.2 锌的物理和化学特性 097 4.1.3 锌金属负极的反应机理 099 4.1.4 锌负极材料及其制备工艺 101 4.1.5 锌金属负极面临的挑战 101 4.1.6 总结 104 4.2 锌金属负极材料的设计与改性 105 4.2.1 界面修饰锌负极 105 4.2.2 结构改性 116 4.2.3 合金化设计改性锌负极 117 4.2.4 锌负极的其他设计 118 4.2.5 总结 118 第5章 水系锌离子电池隔膜与黏结剂 120 5.1 水系锌离子电池隔膜概述 120 5.1.1 隔膜的基本特性 120 5.1.2 隔膜种类 124 5.1.3 隔膜对离子传输的影响 124 5.1.4 面临的关键问题 125 5.2 功能化隔膜的设计策略 125 5.2.1 引导均匀沉积 126 5.2.2 调节离子扩散 126 5.2.3 保护电极界面 128 5.3 功能化隔膜的制备方法 130 5.3.1 静电纺丝 130 5.3.2 化学气相沉积 131 5.3.3 磁控溅射 132 5.3.4 自组装隔膜 132 5.3.5 其他制备方法 133 5.4 功能化隔膜的材料改性 134 5.4.1 有机功能化隔膜 134 5.4.2 生物质功能化隔膜 136 5.4.3 金属有机骨架功能化隔膜 136 5.4.4 无机化合物功能化隔膜 137 5.5 水系锌离子电池黏结剂 138 5.5.1 关键作用与研究现状 138 5.5.2 作用机制与当前挑战 138 5.5.3 高性能黏结剂的设计策略 139 5.5.4 黏结剂研究的前沿方向与展望 140 第6章 水系锌离子电池材料表征与分析 141 6.1 材料结构表征 141 6.1.1 晶体结构分析：X射线衍射 141 6.1.2 微观形貌分析：扫描与透射电子显微镜 142 6.1.3 表面形态：原子力显微镜 143 6.2 材料成分与化学状态表征 144 6.2.1 元素组成与价态分析：X射线光电子能谱 144 6.2.2 分子结构与官能团分析：红外与拉曼光谱 145 6.2.3 材料结构与分子环境分析：核磁共振波谱 146 6.2.4 元素分布分析：能量色散光谱 147 6.3 电化学性能表征 147 6.3.1 氧化还原过程与反应可逆性分析：循环伏安法 148 6.3.2 界面反应动力学与阻抗分析：电化学阻抗谱 148 6.3.3 电极过程动力学分析：计时电流法与塔菲尔曲线 149 6.3.4 离子扩散行为分析：恒电流间歇滴定技术 151 第7章 水系锌离子电池未来展望 152 7.1 发展背景与现状概述 152 7.2 关键材料的发展策略与展望 153 7.2.1 正极材料 153 7.2.2 负极材料 154 7.2.3 电解液 156 7.2.4 隔膜 159 7.2.5 黏结剂 160 7.3 总结 162 参考文献 163