电机工程手册 试用本 第18篇 化学电源与物理电源PDF电子书下载

第1章 化学电源的电化学原理 1

1 分类、特点和用途 1

1·1 原电池 1

1·2 蓄电池 1

1·3 贮备电池 1

1·4 燃料电池 1

1·5 发展中的新型化学电源 1

2 电解质溶液的电导 2

2·1 电解质溶液的导电机构 2

2·2 电解质溶液的导电能力——电导率 2

2·3 电解液的电导与溶液浓度、温度的关系 2

2·4 电池中电极的命名 3

3 法拉第电解定律、电化当量 3

3·1 法拉第电解定律 3

3·2 电化当量 3

3·3 法拉第定律在化学电源中的应用 3

4 电池的电压、电动势 5

4·1 电极电位的形成——双电层 5

4·2 平衡电极电位与溶液浓度的关系——平衡电极电位公式（Nernst公式） 5

4·3 标准电极电位及应用 6

4·3·1 标准电极电位 6

4·3·2 标准电极电位的应用 8

a. 作为选择电极材料的重要依据 8

b. 判断反应进行的趋势 8

4·4 电池电动势的测量和计算 8

4·4·1 电池电动势的测量 8

4·4·2 电动势的计算 9

4·5 参比电极 9

5 电池在充放电过程中的极化现象 11

5·1 过电位 11

5·2 极化产生的原因 11

5·2·1 浓差极化（浓度极化，浓差过电位） 11

5·2·2 电化学极化（电化过电位、活化过电位） 11

5·2·3 欧姆过电位 12

5·3 电化过电位的测量 12

5·4 电化过电位与电流密度的关系——Tafel公式 13

5·5 减少极化的途径 13

5·5·1 降低浓差极化的方法 13

5·5·2 降低电化学极化的方法 13

5·5·3 降低欧姆过电位的方法 13

6 化学电源的主要性能 14

6·1 容量 14

6·2 比能量 14

6·3 比功率 14

6·4 贮存性能 14

6·5 充放寿命 14

第2章 原电池 15

1 锌-锰干电池 15

1·1 电化学反应 15

1·2 结构 17

1·3 锌-锰干电池的主要原材料 17

1·3·1 正极（电芯、炭包）的原材料 17

1·3·2 负极材料——锌 18

1·3·3 电解液 19

a. 氯化铵 19

b. 氯化锌 19

c. 淀粉、面粉 19

1·4 性能 20

1·5 电池组 21

1·6 影响锌-锰干电池放电容量的因素 22

1·6·1 锰粉的来源 22

1·6·2 电芯中的锰碳比（Mn:C） 23

1·6·3 电解液 23

1·6·4 温度 24

1·7 提高锌-锰干电池质量的途径 25

1·8 碱性锌-锰干电池 25

1·8·1 结构 25

1·8·2 性能 25

2 锌-汞电池 26

2·1 结构 26

2·2 性能 27

2·3 电池在制造中应注意的问题 28

3 碱性锌-空气电池 28

3·1 结构 28

3·2 性能 29

3·3 提高碱性锌-空气电池性能的途径 30

3·3·1 空气电极 30

3·3·2 锌电极 30

3·3·3 二次碱性锌-空气电池 30

第3章 铅蓄电池 30

1 基本原理 30

1·1 反应机理——双极硫酸化理论 30

1·2 铅蓄电池理论比能量的计算 31

2 结构与分类 31

2·1 结构 31

2·1·1 极板 31

2·1·2 电池槽 33

2·1·3 电池盖与液孔塞 33

2·1·4 隔板 33

2·1·5 连接条 33

2·1·6 封口剂 33

2·1·7 防酸帽与消氢装置 34

2·2 分类 34

2·2·1 分类与用途 34

2·2·2 型号表示 34

3 电解液 34

3·1 硫酸溶液的纯度 34

3·2 硫酸溶液的比重 34

3·3 硫酸溶液的温度 36

3·4 硫酸溶液的配制 36

3·5 胶体电解液 37

4 性能 37

4·1 电池性能参数 37

4·2 充放电特性 39

4·2·1 特性曲线 39

4·2·2 特性曲线说明 40

5 制造工艺 41

5·1 工艺流程 41

5·2 制造要点 41

5·2·1 板栅、铅零件的铸造 41

5·2·2 铅粉 42

5·2·3 涂填 42

5·2·4 化成 42

5·2·5 槽、盖、液孔塞制造 43

5·2·6 隔板 43

5·2·7 装配 43

6 使用与维护 43

6·1 充电方法 43

6·1·1 联接方法 43

6·1·2 初充电、正常充电与均衡充电 44

6·2 浮充 45

6·3 电池的维护 45

6·4 常见故障与消除方法（见表18·3-24） 45

6·5 镉电极的应用 45

6·5·1 镉电极制作 45

6·5·2 镉电极测量 47

6·5·3 电极质量分析 47

7 铅中毒及预防 47

7·1 铅中毒的途径 48

7·2 铅中毒临床表现 48

7·3 铅中毒的预防 48

7·3·1 建立严格的卫生制度 48

7·3·2 改革工艺、加强企业改造 48

第4章 碱性蓄电池 48

1 铁-镍蓄电池 48

1·1 结构 48

1·2 性能 50

2 镉-镍蓄电池 50

2·1 结构 50

2·2 性能 51

3 锌-银蓄电池 52

3·1 结构 52

3·2 性能 52

4 碱性蓄电池的使用与维护 53

4·1 电解液 53

4·2 充放电方法 54

4·3 常见故障及消除方法（见表18·4-11） 54

第5章 新型化学电源 55

1 燃料电池 55

1·1 电池反应（以常温氢-氧燃料电池为例） 55

1·2 结构 55

1·3 性能 56

2 有机和无机电解质锂电池 56

2·1 电池组成 56

2·2 性能 56

3 固体电解质电池 56

3·1 种类 56

3·1·1 银-碘电池 56

3·1·2 锂-碘电池 57

3·2 性能 57

4 高温熔融盐电解质电池 57

第6章 物理电源 58

1 概述 58

2 硅太阳能电池 58

2·1 结构 58

2·2 性能 59

2·3 使用及维护 59

3 温差发电器 59

3·1 结构原理 59

3·2 性能 60

4 热离子发电器 60

参考文献 60