电池手册 原著第3版PDF电子书下载

第1部分 工作原理 2

第1章 基本概念 2

1.1 电池和电池组的组成 2

1.2 电池和电池组的分类 3

1.2.1 原电池（或一次电池）和原电池组 3

1.2.2 蓄电池（或二次电池）和蓄电池组 3

1.2.3 贮备电池 4

1.2.4 燃料电池 4

1.3 电池工作 5

1.3.1 放电 5

1.3.2 充电 5

1.3.3 具体实例：镉／镍电池 6

1.3.4 燃料电池 6

1.4 电池的理论电压、容量和能量 6

1.4.1 自由能 6

1.4.2 理论电压 6

1.4.3 理论容量（电量） 7

1.4.4 理论能量 8

1.5 实际电池组的质量比能量和体积比能量 11

1.6 质量比能量和体积比能量上限 12

参考文献 13

第2章 电化学原理和反应 14

2.1 引言 14

2.2 热力学基础 15

2.3 电极过程 17

2.4 双电层电容和离子吸附 20

2.5 电极表面的物质传输 24

2.5.1 浓差极化 25

2.5.2 多孔电极 25

2.6 电分析技术 26

2.6.1 循环伏安法 26

2.6.2 计时电位法 29

2.6.3 电化学阻抗谱法 30

2.6.4 极谱法 32

2.6.5 电极 33

参考文献 35

参考书目 37

第3章 影响电池性能的因素 39

3.1 一般性能 39

3.2 影响电池性能的因素 39

3.2.1 电压水准 39

3.2.2 放电电流 40

3.2.3 放电模式（恒电流、恒电阻、恒功率） 42

3.2.4 不同放电模式下电池性能评估实例 43

3.2.5 放电期间电池的温度 45

3.2.6 使用寿命 46

3.2.7 放电类型（连续、间歇等） 46

3.2.8 电池循环工作制度（间歇和脉冲放电） 47

3.2.9 电压稳定性 49

3.2.10 充电电压 50

3.2.11 电池和电池组设计 50

3.2.12 电池的贮存条件与贮存寿命 53

3.2.13 电池设计的影响 53

参考文献 54

第4章 电池标准 55

4.1 概述 55

4.2 国际标准 56

4.3 标准概念 57

4.4 IEC和ANSI命名法 58

4.4.1 原电池 58

4.4.2 蓄电池 59

4.5 极端 60

4.6 电性能 61

4.7 标识 62

4.8 ANSI和IEC标准的对照 62

4.9 IEC标准圆形原电池 63

4.10 标准SLI和其他铅酸蓄电池 64

4.11 法规与安全性标准 70

参考文献 71

第5章 电池组设计 73

5.1 概述 73

5.2 消除潜在安全问题的设计 73

5.2.1 对原电池充电 74

5.2.2 防止电池组短路 75

5.2.3 反极 75

5.2.4 单体电池和电池组外部充电保护 76

5.2.5 设计锂原电池组需要考虑的特殊事项 76

5.3 分立电池组的安全措施 77

5.3.1 防止电池组插入错误的设计 77

5.3.2 电池尺寸 78

5.4 电池组构造 79

5.4.1 单体电池间的连接 79

5.4.2 电池封装 80

5.4.3 壳体设计 81

5.4.4 极柱和接触材料 81

5.5 可充电电池组设计 82

5.5.1 充电控制 82

5.5.2 放电／充电控制事例 83

5.5.3 锂离子电池 84

5.6 电能管理和显示——智能电池 84

5.6.1 智能电池系统 85

5.7 指导方针 87

参考文献 88

第6章 电池选择与应用 89

6.1 一般特性 89

6.2 选择电池的要点 89

6.3 电池应用 90

6.3.1 电池应用概述 90

6.3.2 便携式应用、工业应用和电动车应用 92

6.4 便携式应用 93

6.4.1 概述 93

6.4.2 便携式设备用电池的特性 94

6.4.3 成本效率 96

6.4.4 其他性能比较 99

6.4.5 选择便携式设备用电池标准 102

参考文献 103

第2部分 原电池 106

第7章 原电池概述 106

7.1 原电池的通性和应用 106

7.2 原电池的种类和特性 107

7.2.1 原电池的特性 107

7.3 原电池系列的工作特性比较 110

7.3.1 概述 110

7.3.2 电压和放电曲线 113

7.3.3 比能量和比功率 113

7.3.4 有代表性的原电池的性能比较 114

7.3.5 放电负载及循环工作制度的影响 116

7.3.6 温度的影响 117

7.3.7 原电池的贮存寿命 118

7.3.8 成本 118

7.4 原电池的再充电 119

第8章 锌／二氧化锰干电池（氯化铵和氯化锌体系） 120

8.1 一般性能 120

8.2 化学原理 122

8.3 电池和电池组类型 123

8.3.1 氯化铵型锌／二氧化锰电池 123

8.3.2 氯化锌型电池 123

8.4 结构 124

8.4.1 圆柱形电池结构 124

8.4.2 反极式圆柱形电池 126

8.4.3 叠层电池和电池组 126

8.4.4 特殊设计 126

8.5 电池组成 127

8.5.1 锌 127

8.5.2 碳包 127

8.5.3 二氧化锰 128

8.5.4 炭黑 128

8.5.5 电解质 128

8.5.6 缓蚀剂 128

8.5.7 碳棒 129

8.5.8 隔膜 129

8.5.9 密封 130

8.5.10 外套 130

8.5.11 端子（或极柱） 130

8.6 性能 130

8.6.1 电压 130

8.6.2 放电特性 132

8.6.3 间歇放电的影响 132

8.6.4 放电曲线比较——高负载下尺寸对氯化锌型电池的影响 134

8.6.5 不同等级电池的放电曲线比较 135

8.6.6 内阻 138

8.6.7 温度的影响 140

8.6.8 使用寿命 142

8.6.9 贮存寿命 142

8.7 特殊设计 143

8.7.1 扁平锌／二氧化锰P-80电池 143

8.8 单体及组合电池的型号及尺寸 145

参考文献 148

第9章 镁电池和铝电池 149

9.1 一般性能 149

9.2 化学原理 149

9.2.1 铝 151

9.3 镁／二氧化锰电池结构 151

9.3.1 标准结构 151

9.3.2 内-外“碳包”式结构 151

9.4 镁／二氧化锰电池的工作特性 152

9.4.1 放电性能 152

9.4.2 贮存寿命 154

9.4.3 内-外“碳包”式电池 154

9.4.4 电池设计 155

9.5 镁／二氧化锰电池的尺寸和类型 155

9.6 其他类型镁一次电池 156

9.7 铝一次电池 156

参考文献 157

第10章 碱性锌／二氧化锰电池 158

10.1 一般性能 158

10.2 化学原理 160

10.3 电池组成和材料 161

10.3.1 正极的组成 161

10.3.2 负极的组成 163

10.3.3 负极集流体 164

10.3.4 隔膜 164

10.3.5 壳体、密封和成品 164

10.4 结构 165

10.4.1 圆柱形结构 165

10.4.2 扣式电池结构 166

10.5 工作特性 167

10.5.1 一般特性与普通锌／二氧化锰电池的比较 167

10.5.2 放电性能 167

10.5.3 间歇放电 169

10.5.4 内阻 169

10.5.5 放电类型 170

10.5.6 工作温度对放电性能的影响 171

10.5.7 不同温度下贮存对放电性能的影响 172

10.6 电池的型号和尺寸 174

10.7 高级碱性锌／二氧化锰高放电率电池 175

参考文献 178

第11章 氧化汞电池 179

11.1 一般特性 179

11.2 化学原理 180

11.3 电池组成 180

11.3.1 电解质 180

11.3.2 锌负极 181

11.3.3 镉负极 181

11.3.4 氧化汞正极 181

11.3.5 结构材料 181

11.4 结构 182

11.4.1 扣式电池结构 182

11.4.2 平板式电池结构 182

11.4.3 圆柱形电池结构 182

11.4.4 卷绕式负极电池结构 183

11.4.5 小电流放电电池结构 183

11.5 锌／氧化汞电池的工作特性 183

11.5.1 电压 183

11.5.2 放电性能 183

11.5.3 温度的影响 184

11.5.4 内阻 185

11.5.5 贮存 185

11.5.6 使用寿命 185

11.6 镉／氧化汞电池的工作特性 186

11.6.1 放电 186

11.6.2 贮存 187

参考文献 187

第12章 氧化银电池 188

12.1 一般性能 188

12.2 化学原理与组成 189

12.2.1 锌负极 189

12.2.2 氧化银正极 189

12.2.3 电解质 193

12.2.4 隔离层和隔膜 193

12.3 电池结构 194

12.4 工作特性 195

12.4.1 开路电压 195

12.4.2 放电特性 195

12.4.3 贮存寿命 196

12.4.4 使用寿命 198

12.5 电池尺寸和型号 198

参考文献 199

第13章 锌／空气电池——扣式结构 201

13.1 一般性能 201

13.2 化学原理 202

13.3 结构 203

13.4 工作特性 205

13.4.1 电池尺寸 205

13.4.2 电压 206

13.4.3 比能量 206

13.4.4 放电特性 206

13.4.5 电压-电流特性 207

13.4.6 电池内阻 208

13.4.7 脉冲负载性能 208

13.4.8 温度的影响 209

13.4.9 贮存寿命 210

13.4.10 影响使用寿命的因素 211

参考文献 214

第14章 锂电池 215

14.1 一般性能 215

14.1.1 锂电池的优点 215

14.1.2 锂原电池的分类 216

14.2 化学原理 217

14.2.1 锂 217

14.2.2 正极活性物质 218

14.2.3 电解质 220

14.2.4 电池电极对和反应机理 221

14.3 锂原电池的特性 221

14.3.1 设计和工作特性概述 221

14.3.2 可溶性正极的锂原电池 221

14.3.3 固体正极锂原电池 224

14.4 锂电池的安全和操作 227

14.4.1 影响到安全和操作的因素 227

14.4.2 需要考虑的安全事项 227

14.5 锂／二氧化硫电池（Li/SO2） 228

14.5.1 化学原理 228

14.5.2 结构 230

14.5.3 性能 230

14.5.4 电池型号和尺寸 233

14.5.5 锂／二氧化硫（Li/SO2）电池和电池组的使用及操作或安全事项 234

14.5.6 应用 235

14.6 锂／亚硫酰氯（Li/SOCl2）电池 236

14.6.1 化学原理 236

14.6.2 碳包式圆柱形电池 236

14.6.3 螺旋卷绕式圆柱形电池 240

14.6.4 扁形或盘形锂／亚硫酰氯（Li/SOCl2）电池 242

14.6.5 大型方形锂／亚硫酰氯（Li/SOCl2）电池 244

14.6.6 应用 245

14.7 锂／氯氧化物电池 247

14.7.1 锂／硫酰氯（Li/SO2Cl2）电池 248

14.7.2 卤素添加剂锂／氯氧化物电池 248

14.8 锂／二氧化锰（Li/MnO2）电池 251

14.8.1 化学原理 251

14.8.2 结构 251

14.8.3 性能 253

14.8.4 单体电池和电池组的尺寸 261

14.8.5 应用和操作 261

14.9 锂／一氟化碳［Li/(CF)n］电池 263

14.9.1 化学原理 263

14.9.2 结构 263

14.9.3 性能 264

14.9.4 单体和组合电池型号 269

14.9.5 应用和操作 269

14.10 锂／二硫化铁（Li/FeS2）电池 270

14.10.1 化学原理 270

14.10.2 结构 271

14.10.3 性能 271

14.10.4 电池型号与应用 274

14.11 锂／氧化铜（Li/CuO）和锂／磷酸氧铜［Li/Cu4O(PO4)2］电池 275

14.11.1 化学原理 275

14.11.2 结构 275

14.11.3 性能 276

14.11.4 电池型号与应用 277

14.12 锂／钒氧化银电池 279

14.12.1 化学原理 279

14.12.2 结构 280

14.12.3 性能 280

14.12.4 电池和电池型号 281

14.12.5 应用 281

参考文献 282

第15章 固体电解质电池 285

15.1 一般性能 285

15.2 Li/LiI(Al2O3)／金属盐电池 287

15.2.1 一般性能 287

15.2.2 电池的化学原理 287

15.2.3 电池结构 288

15.2.4 工作特性 288

15.2.5 贮存 290

15.2.6 操作 290

15.3 锂／碘（Li/I2）电池 290

15.3.1 一般性能 290

15.3.2 电池结构 291

15.3.3 商品化电池 293

15.3.4 放电特性 294

15.3.5 自放电 296

15.3.6 其他的性能损失 297

15.3.7 温度影响 298

15.4 Ag/RbAg4I5/Me4NIn·C电池 298

参考文献 300

第3部分 贮备电池 304

第16章 贮备电池概述 304

16.1 贮备电池分类 304

16.2 贮备电池的特性 305

第17章 水激活镁电池 311

17.1 总则 311

17.2 化学原理 312

17.3 水激活电池类型 313

17.4 结构 315

17.4.1 部件 315

17.4.2 漏电流 317

17.4.3 电解质 318

17.5 工作特性 318

17.5.1 一般特性 318

17.5.2 浸没型电池 323

17.5.3 控流型电池 325

17.5.4 浸润型电池 325

17.6 电池用途 327

17.6.1 用于空军和海军救生衣照明的水激活电池 327

17.6.2 镁／氯化银电池 328

17.7 电池型号和尺寸 329

参考文献 329

第18章 锌／氧化银贮备电池 331

18.1 概述 331

18.2 化学原理 331

18.3 结构 331

18.3.1 电池组成 332

18.3.2 高放电率和低放电率电池设计 332

18.3.3 自动激活电池 333

18.4 工作特性 335

18.4.1 电压 335

18.4.2 放电曲线 336

18.4.3 温度的影响 336

18.4.4 阻抗 337

18.4.5 工作 337

18.4.6 贮存寿命 337

18.5 单体和电池组型号和尺寸 338

18.6 特殊性能及维护 339

18.7 成本 339

参考文献 340

第19章 旋转贮备电池 341

19.1 概述 341

19.2 化学原理 342

19.3 设计依据 342

19.3.1 电极对装配 342

19.3.2 电解质用量的优化 343

19.3.3 电池密封 343

19.3.4 安瓿瓶 343

19.3.5 锂基电池的安全性 344

19.4 工作特性 344

19.4.1 概况 344

19.4.2 特定电化学体系的性能 345

参考书目 347

第20章 常温锂负极贮备电池 348

20.1 概述 348

20.2 化学原理 348

20.2.1 锂／五氧化二钒电池 348

20.2.2 锂／亚硫酰氯电池 349

20.2.3 锂／二氧化硫电池 349

20.2.4 锂／预充电的LixCoO2(0.5≤x＜1)电池 350

20.3 结构 350

20.3.1 常规设计 350

20.3.2 金属锂贮备电池的类型 350

20.4 工作特性 357

20.4.1 安瓿瓶电池 357

20.4.2 电池组设计 359

参考文献 361

第21章 热电池 362

21.1 概述 362

21.2 热电池电化学体系 363

21.2.1 负极材料 363

21.2.2 电解质 364

21.2.3 正极材料 365

21.2.4 焰火加热材料 365

21.2.5 激活方法 366

21.2.6 绝缘、隔热材料 366

21.3 单体电池化学原理 367

21.3.1 锂／二硫化铁（Li/FeS2）体系 367

21.3.2 锂／二硫化钴（Li/CoS2）体系 369

21.3.3 钙／铬酸钙（Ca/CaCrO4）体系 369

21.4 单体电池结构 370

21.4.1 杯式单体电池 370

21.4.2 开放式单体电池 371

21.4.3 片式单体电池 371

21.5 电堆结构设计 373

21.6 热电池性能特征 374

21.6.1 电压变化范围 374

21.6.2 激活时间 375

21.6.3 激活寿命 375

21.6.4 涉及热电池应用应注意的问题 376

21.7 热电池检测和监督 376

21.8 热电池的新发展 377

参考文献 377

参考书目 378

第4部分 蓄电池 380

第22章 蓄电池简介 380

22.1 蓄电池的应用与特点 380

22.2 蓄电池的种类和特点 383

22.2.1 铅酸电池 383

22.2.2 碱性蓄电池 384

22.3 各种蓄电池体系的性能比较 385

22.3.1 概述 385

22.3.2 电压和放电曲线 389

22.3.3 放电率对电性能的影响 390

22.3.4 温度的影响 391

22.3.5 荷电保持 391

22.3.6 寿命 392

22.3.7 充电特性 393

22.3.8 成本 394

参考文献 394

第23章 铅酸电池 395

23.1 一般特征 395

23.1.1 历史 396

23.1.2 生产统计和铅的使用 398

23.2 化学原理 399

23.2.1 一般特征 399

23.2.2 开路电压特征 402

23.2.3 极化和欧姆损耗 402

23.2.4 自放电 403

23.2.5 硫酸的特点和性质 404

23.3 结构特征、材料和生产方法 405

23.3.1 合金生产 405

23.3.2 板栅生产 409

23.3.3 铅粉生产 412

23.3.4 和膏 412

23.3.5 涂膏 413

23.3.6 固化 414

23.3.7 组装 414

23.3.8 壳盖密封 416

23.3.9 槽化成 416

23.3.10 电池化成 417

23.3.11 干荷电 417

23.3.12 测试和完成 418

23.3.13 运输 418

23.3.14 干荷电电池的激活 418

23.4 SLI（汽车）电池：结构和特征 418

23.4.1 一般特征 418

23.4.2 结构 419

23.4.3 性能特征 421

23.4.4 单体电池和电池组型号、尺寸 425

23.5 深循环和牵引电池：结构和性能 425

23.5.1 结构 425

23.5.2 性能特征 426

23.5.3 电池型号和尺寸 429

23.6 备用电池：结构和特征 431

23.6.1 结构 431

23.6.2 性能特征 436

23.6.3 单体电池及电池组型号和尺寸 438

23.7 充电和充电设备 440

23.7.1 通常考虑的因素 440

23.7.2 铅酸电池充电方法 441

23.8 维护、安全和运行特征 445

23.8.1 维护 445

23.8.2 安全 447

23.8.3 操作参数对电池寿命的影响 448

23.8.4 失效模式 449

23.9 应用和市场 450

23.9.1 汽车电池 450

23.9.2 小型密封铅酸电池 451

23.9.3 工业电池 452

23.9.4 电动车辆 452

23.9.5 储能系统 453

23.9.6 功率调节和不间断电源系统 453

23.9.7 船艇电池 454

参考文献 455

第24章 阀控铅酸电池 456

24.1 一般特征 456

24.2 化学原理 457

24.3 电池结构 458

24.3.1 VRLA圆柱形电池 458

24.3.2 VRLA方形电池 459

24.3.3 薄的方形电池 459

24.4 性能特征 461

24.4.1 VRLA圆柱形电池 461

24.4.2 VRLA方形电池性能特征 468

24.4.3 薄方形电池——口香糖电池 469

24.4.4 其他电池类型 471

24.5 充电特征 472

24.5.1 一般考虑 472

24.5.2 恒电压充电 472

24.5.3 快速充电 474

24.5.4 浮充电 475

24.5.5 恒电流充电 476

24.5.6 渐减电流充电 477

24.5.7 并联／串联充电 477

24.5.8 充电电流效率 478

24.6 安全与操作 479

24.6.1 析气 479

24.6.2 短路 479

24.7 电池型号和尺寸 479

24.8 VRLA电池应用于不间断供电电源 482

参考文献 484

第25章 铁电极电池 486

25.1 概述 486

25.2 铁／镍电池的化学原理 487

25.3 传统铁／镍电池 488

25.3.1 结构 488

25.3.2 铁／镍电池的特性 489

25.3.3 铁／镍电池的规格 493

25.3.4 铁／镍电池的操作和使用 494

25.4 先进铁／镍电池 494

25.5 铁／空气电池 496

25.6 铁／银电池 498

25.7 铁正极材料 501

参考文献 503

第26章 工业和空间用镉／镍电池 504

26.1 前言 504

26.2 化学原理 505

26.3 结构 506

26.4 特性 508

26.4.1 体积比能量和质量比能量 508

26.4.2 放电特性 508

26.4.3 内阻 509

26.4.4 荷电保持 510

26.4.5 寿命 510

26.4.6 机械强度和热稳定性 510

26.4.7 记忆效应 511

26.5 充电特性 511

26.6 纤维镉／镍电池技术 512

26.6.1 FNC电极技术 512

26.6.2 生产灵活性 512

26.6.3 密封电池和开口电池 513

26.6.4 密封免维护FNC电池 513

26.6.5 性能 515

26.7 制造商和市场划分 519

26.8 应用 521

参考书目 523

第27章 开口烧结式镉／镍电池 524

27.1 概述 524

27.2 化学原理 524

27.3 结构 526

27.3.1 极板及其制造工艺 526

27.3.2 隔膜 527

27.3.3 极组装配 527

27.3.4 电解质 527

27.3.5 电池壳 527

27.3.6 气塞和单向阀 528

27.4 特性 528

27.4.1 放电特性 528

27.4.2 影响容量的因素 528

27.4.3 变负载发动机启动应用中的功率 529

27.4.4 影响最大功率电流的因素 530

27.4.5 比能量与比功率 531

27.4.6 工作时间 531

27.4.7 荷电保持 531

27.4.8 贮存 532

27.4.9 寿命 532

27.5 充电特性 533

27.5.1 恒电位充电 533

27.5.2 恒电流控压充电 534

27.5.3 其他充电方法 534

27.5.4 充电电压的温度补偿 535

27.6 维护 535

27.6.1 电性能恢复 535

27.6.2 机械维护 536

27.6.3 系统检测标准 537

27.7 可靠性 537

27.7.1 失效模式 537

27.7.2 记忆效应 538

27.7.3 影响气体阻挡层失效的因素 538

27.7.4 热失控 538

27.7.5 潜在危险 539

27.8 电池和电池组设计 540

27.8.1 典型的开口烧结式镉／镍单体电池 540

27.8.2 典型的电池组设计 540

27.8.3 空冷／加热 541

27.8.4 温度传感器 541

27.8.5 电池壳 542

27.8.6 电池极柱 542

27.8.7 电池加热器 542

27.8.8 开口烧结式镉／镍电池的发展 542

参考文献 542

第28章 便携式密封镉／镍电池 543

28.1 概述 543

28.2 化学原理 543

28.3 结构 544

28.3.1 圆柱形电池 545

28.3.2 扣式电池 545

28.3.3 小矩形电池 545

28.3.4 矩形电池 545

28.4 特性 546

28.4.1 概述 546

28.4.2 放电特性 546

28.4.3 温度的影响 547

28.4.4 内阻 547

28.4.5 工作时间 549

28.4.6 反极 549

28.4.7 放电模式 550

28.4.8 恒功率放电 550

28.4.9 贮存寿命（容量或荷电保持） 550

28.4.10 循环寿命 551

28.4.11 寿命估算和失效机理 551

28.5 充电特性 553

28.5.1 概述 553

28.5.2 充电过程 553

28.5.3 电压、温度和压力的关系 554

28.5.4 充电期间的电压特性 555

28.5.5 充电方法 556

28.6 特殊用途电池 557

28.6.1 高能电池 557

28.6.2 快速充电电池 558

28.6.3 高温电池 558

28.6.4 耐热电池 559

28.6.5 存储器备用电池 560

28.6.6 小矩形电池 560

28.7 电池类型和型号 560

参考文献 563

参考书目 563

第29章 便携式密封金属氢化物／镍电池 564

29.1 概述 564

29.2 化学原理 564

29.3 结构 566

29.3.1 圆柱形结构 567

29.3.2 扣式结构 568

29.3.3 矩形结构 568

29.3.4 9V多单体电池 568

29.3.5 大矩形电池 568

29.4 放电特性 568

29.4.1 概述 568

29.4.2 放电特性 568

29.4.3 放电率和温度对容量的影响 570

29.4.4 工作时间 570

29.4.5 内阻 571

29.4.6 过放电过程中的反极 572

29.4.7 放电类型 572

29.4.8 恒功率放电特性 573

29.4.9 电压下降（记忆效应） 573

29.4.10 自放电和荷电保持能力 575

29.5 密封金属氢化物／镍电池的充电 576

29.5.1 概述 576

29.5.2 充电控制技术 578

29.5.3 充电方法 579

29.5.4 智能电池 580

29.6 循环寿命和工作寿命 581

29.6.1 循环寿命 581

29.6.2 工作寿命 582

29.7 正确使用和处理 583

29.8 应用 583

29.9 电池类型和制造商 583

参考文献 586

第30章 动力和工业用金属氢化物／镍电池 587

30.1 前言 587

30.2 概述 588

30.3 化学原理 588

30.4 结构 589

30.4.1 圆柱形结构与方形结构 589

30.4.2 金属电池槽与塑料电池槽 590

30.4.3 烧结式与涂膏式氢氧化镍正极 590

30.4.4 能量与功率的平衡 592

30.4.5 金属氢化物合金 592

30.4.6 氢氧化镍 594

30.4.7 电解质 595

30.4.8 隔膜 595

30.4.9 整体结构 596

30.5 EV用电池组 596

30.5.1 USABC的性能指标 596

30.6 HEV用电池 597

30.6.1 PNGV的指标要求 597

30.6.2 电损耗 598

30.6.3 荷电保持 598

30.7 燃料电池的启动和动力辅助 599

30.8 其他应用 599

30.8.1 36～42V SLI电池 599

30.8.2 航空电池 600

30.9 放电特性 601

30.9.1 比能量 601

30.9.2 比功率 602

30.9.3 温度的影响 602

30.9.4 荷电保持能力 604

30.9.5 循环寿命 604

30.9.6 贮存寿命 606

30.9.7 库仑／能量效率 606

30.10 充电方法 607

30.10.1 常规充电 607

30.10.2 再生制动能 607

30.10.3 充电制度 607

30.10.4 快速充电 608

30.11 热管理 608

30.11.1 单体电池、电池模块和电池组的设计 608

30.11.2 水冷与空冷 608

30.12 电绝缘 609

30.13 开发目标 609

30.13.1 降低成本 609

30.13.2 超高功率设计 610

30.13.3 其他电池设计 611

参考文献 612

第31章 锌／镍电池 615

31.1 概述 615

31.1.1 背景 615

31.2 化学原理 615

31.3 电池组件 616

31.3.1 镍电极 616

31.3.2 锌电极 618

31.3.3 隔膜 621

31.3.4 电解质 622

31.4 结构 622

31.4.1 密封电池设计 623

31.4.2 电池组设计与包装 624

31.5 特性 625

31.5.1 放电特性概述 625

31.5.2 荷电保持 629

31.5.3 循环寿命 629

31.5.4 记忆效应 631

31.6 充电特性 631

31.6.1 充电制度 632

31.6.2 快速充电 632

31.6.3 慢充 633

31.6.4 充电终止 633

31.6.5 过充电 633

31.6.6 充电过程中电池平衡 634

31.7 应用 634

31.7.1 温度与环境因素 634

31.7.2 电动自行车与电动摩托车 635

31.7.3 深循环应用 635

31.7.4 混合动力电动车与电动车 636

31.7.5 备用／浮充电 637

31.7.6 军事应用 637

31.7.7 特殊应用 637

31.8 搬运与贮存 637

31.8.1 电池泄气危险 637

31.8.2 过充电与过放电保护 638

31.8.3 易燃性与易爆性 638

31.8.4 贮存 638

参考文献 638

第32章 氢／镍电池 640

32.1 特性 640

32.2 化学反应 640

32.2.1 正常工作 641

32.2.2 过充电 641

32.2.3 过放电 641

32.2.4 自放电 641

32.3 电池与极组组件 641

32.3.1 正极（烧结式） 641

32.3.2 氢电极 642

32.3.3 隔膜材料 642

32.3.4 气体网栅 643

32.4 氢／镍电池结构 643

32.4.1 COMSAT氢／镍电池 643

32.4.2 空军用氢／镍电池 644

32.4.3 质量比能量与体积比能量 645

32.5 氢／镍电池组的设计 646

32.5.1 设计特点 648

32.6 应用 649

32.6.1 GEO应用 649

32.6.2 LEO应用 649

32.6.3 地面应用 651

32.7 性能特性 651

32.7.1 电压特性 651

32.7.2 氢／镍电池的自放电性能 653

32.7.3 电解质浓度对容量的影响 653

32.7.4 GEO性能 654

32.7.5 LEO性能数据 655

32.8 先进设计 656

32.8.1 IPV氢／镍电池的先进设计 656

32.8.2 先进电池设计理念 656

32.8.3 双极性氢／镍电池 658

参考文献 658

参考书目 660

第33章 氧化银电池 661

33.1 概述 661

33.2 化学原理 662

33.2.1 电池反应 662

33.2.2 正极反应 663

33.3 电池构造和组成 663

33.3.1 银电极 664

33.3.2 锌电极 664

33.3.3 镉电极 665

33.3.4 铁电极 665

33.3.5 隔膜 665

33.3.6 电池壳 665

33.3.7 电解质和其他组件 666

33.4 性能 667

33.4.1 性能和设计权衡 667

33.4.2 锌／氧化银电池的放电特性 667

33.4.3 镉／氧化银电池的放电特性 668

33.4.4 阻抗 669

33.4.5 荷电保持能力 671

33.4.6 循环寿命和湿寿命 673

33.5 充电特性 674

33.5.1 效率 674

33.5.2 锌／氧化银电池 674

33.5.3 镉／氧化银电池 675

33.6 单体类型和尺寸 675

33.7 需要特别注意的方面和处理方法 677

33.8 应用 677

33.9 最新进展 679

参考文献 680

第34章 室温锂蓄电池 682

34.1 一般特性 682

34.2 化学原理 683

34.2.1 负极 684

34.2.2 正极 687

34.2.3 电解质 689

34.3 锂蓄电池的特性 693

34.3.1 电化学体系 693

34.3.2 设计与性能总结 698

34.4 特定锂蓄电池的特性 699

34.4.1 液体电解质、固体正极电池 699

34.4.2 聚合物电解质电池 705

34.4.3 采用PEO基电解质的锂电池 705

34.4.4 采用硫基聚合物正极材料的锂电池 709

34.4.5 无机电解质电池 710

34.4.6 可充电锂合金电池、其他钱币型电池及微电池 714

参考文献 720

第35章 锂离子电池 723

35.1 一般特征 723

35.1.1 命名和标志 724

35.2 化学反应 725

35.2.1 嵌入反应过程 725

35.2.2 正极材料 726

35.2.3 C/LiMn2O4电池的容量衰减 731

35.2.4 负极材料 733

35.2.5 电解质 736

35.2.6 隔膜材料 742

35.2.7 添加剂 743

35.3 方形和圆柱形锂离子电池与电池组的结构 744

35.3.1 卷绕式锂离子电池的结构 744

35.3.2 平板方形锂离子电池组的结构 747

35.4 锂离子电池的性能 747

35.4.1 锂离子电池的主要特性与尺寸 747

35.4.2 商品圆柱形电池的性能 748

35.4.3 大型圆柱形电池 755

35.4.4 方形锂离子电池 757

35.5 锂离子电池的充电性能 770

35.6 圆柱形C/LiCoO2锂离子电池的安全试验 772

35.7 聚合物锂离子电池 773

35.7.1 电极和电池制造 774

35.7.2 聚合物电池的比能量 775

35.7.3 C/LiCoO2聚合物锂离子电池的性能 776

35.7.4 C/LiMn2O4型聚合物锂离子电池的性能 779

35.7.5 聚合物电池的总结 782

35.8 固体薄膜锂离子电池 782

35.8.1 固体薄膜锂离子电池的电性能 783

35.9 结论和未来发展趋势 786

参考文献 786

第36章 可充电碱性锌／二氧化锰电池 790

36.1 概述 790

36.2 化学原理 790

36.3 结构 792

36.4 性能 792

36.4.1 第一循环放电 792

36.4.2 循环 793

36.4.3 不同型号电池的性能 793

36.4.4 多单体并联电池 793

36.4.5 温度效应 795

36.4.6 贮存寿命 795

36.5 充电方法 796

36.5.1 恒电压充电 796

36.5.2 恒电流充电 797

36.5.3 脉冲充电 797

36.5.4 溢流充电 798

36.6 单体和电池型号 799

参考文献 799

第5部分 电动车辆和新用途的新型电池 802

第37章 电动车辆和新用途的新型电池概述 802

37.1 先进可充电电池性能要求 802

37.1.1 电动车和混合动力电动车用电池 802

37.1.2 在电力设施方面的应用 804

37.1.3 可再生能源应用 806

37.1.4 便携式电子设备 806

37.2 应急用可充电电池的特性和开发 806

37.3 近期可充电电池 812

37.3.1 铅酸电池 812

37.3.2 镍基电池 812

37.4 先进可充电电池的一般特性 812

37.4.1 流体电池 812

37.4.2 高温体系 815

37.4.3 常温锂电池 816

37.5 可补充燃料的电池和燃料电池——可供选择的先进可充电电池 816

参考文献 817

第38章 金属／空气电池 819

38.1 概论 819

38.2 化学原理 820

38.2.1 概述 820

38.2.2 空气电极 821

38.3 锌／空气电池 822

38.3.1 概述 822

38.3.2 便携式锌／空气电池 823

38.3.3 工业锌／空气电池 826

38.3.4 混合空气／二氧化锰电池 829

38.3.5 锌／空气充电电池 829

38.3.6 机械再充式锌／空气电池 833

38.4 铝／空气电池 835

38.4.1 中性电解质铝／空气电池 836

38.4.2 碱性电解质中的铝／空气电池 838

38.5 镁／空气电池 844

38.6 锂／空气电池 845

38.6.1 锂／水电池 846

38.6.2 聚合物电解质锂／氧电池 847

参考文献 849

第39章 锌／溴电池 852

39.1 一般特性 852

39.2 电化学体系的说明 853

39.3 结构 854

39.4 性能 855

39.5 权衡考虑 859

39.6 安全性和危害 859

39.7 应用和系统设计 859

39.7.1 电动车应用 860

39.7.2 储能应用 862

39.8 发展和规划 865

参考文献 865

第40章 β-Al2O3钠电池 868

40.1 β-Al2O3钠电池概述 868

40.2 电化学体系简介 870

40.2.1 钠／硫电池 870

40.2.2 钠／金属氯化物体系电池 871

40.3 单体电池设计和性能特征 872

40.3.1 钠／硫电池设计 873

40.3.2 钠／硫电池技术 876

40.3.3 钠／氯化镍电池技术 880

40.4 电池设计以及性能特征 881

40.4.1 钠／硫组合电池设计要点 881

40.4.2 钠／硫电池技术 885

40.4.3 钠／氯化镍电池技术 889

40.5 应用 890

参考文献 892

第41章 锂／硫化铁电池 894

41.1 综述 894

41.2 锂／硫化铁电化学体系 895

41.3 电池结构 896

41.4 性能特征 897

41.4.1 电压 897

41.4.2 放电特征 898

41.4.3 温度对电性能的影响 899

41.4.4 自放电 899

41.4.5 功率与能量特征 899

41.4.6 循环寿命 900

41.4.7 库仑效率 900

41.4.8 电池充电 900

41.4.9 添加剂的影响 901

41.4.10 硫族元素化合物双电极的密封 904

41.5 应用和电池设计 904

41.5.1 脉冲功率型电池设计 904

41.5.2 电动车电池设计 905

参考文献 910

第6部分 便携式燃料电池 914

第42章 便携式燃料电池 914

42.1 一般特性 914

42.2 燃料电池的工作 915

42.2.1 反应机理 915

42.2.2 燃料电池的主要组件 917

42.2.3 一般特性 917

42.3 千瓦以下燃料电池 918

42.4 低功率燃料电池的创新设计 921

参考文献 923

参考书目 923

第43章 小型燃料电池（小于1000W） 924

43.1 概述 924

43.2 燃料电池术语 925

43.3 系统要求 926

43.3.1 燃料供应 926

43.3.2 空气供应 926

43.3.3 水管理 927

43.3.4 热管理 927

43.3.5 控制 927

43.4 燃料处理和贮存技术 928

43.4.1 氢气贮存 928

43.4.2 燃料处理 929

43.4.3 燃料处理技术 930

43.4.4 直接甲醇燃料电池技术 931

43.5 燃料电池电堆技术 932

43.5.1 设计 932

43.5.2 电解质 932

43.5.3 电极 932

43.5.4 双极板 932

43.5.5 密封 933

43.6 燃料电池组和性能 933

43.6.1 电性能 933

43.6.2 50W燃料电池，压缩氢气瓶储氢 934

43.6.3 20W燃料电池，金属氢化物储氢 934

43.6.4 商品化燃料电池 934

参考文献 936

第7部分 附录 940

附录A 术语定义（英汉对照） 940

附录B 标准还原电位 950

附录C 电池的电化当量 951

附录D 标准符号和常数 953

附录E 换算系数 957

附录F 文献 967