化学电源技术及其应用PDF电子书下载

第1章 化学电源理论基础 1

1.1 化学基础知识 1

1.1.1 原子和原子量 1

1.1.2 分子和分子式 3

1.1.3 元素和元素符号 5

1.2 溶液与溶液浓度 6

1.2.1 溶液 6

1.2.2 溶解过程 9

1.2.3 溶液的浓度 10

1.2.4 溶液的配制 11

1.3 电解质溶液 12

1.3.1 电解质的种类 12

1.3.2 离子与水分子的作用 13

1.3.3 强电解质溶液的活度 13

1.3.4 电解质溶液的导电 15

1.4 原电池与电池的可逆性 16

1.4.1 氧化还原反应 16

1.4.2 原电池 17

1.4.3 可逆电极 19

1.4.4 电池的可逆性 20

1.5 电极电位与能斯特方程 21

1.5.1 电动势的形成 21

1.5.2 标准电极电位 24

1.5.3 浓度对电极电位的影响 31

1.5.4 电极电位的能斯特方程 31

1.5.5 电池电动势的能斯特方程式 32

1.5.6 电极电位的应用 33

1.6 电解与电解定律 35

1.6.1 电解原理 35

1.6.2 分解电压 36

1.6.3 电极极化 39

1.6.4 电解产物 43

1.6.5 电解定律 45

习题与思考题 46

第2章 化学电源概论 49

2.1 化学电源的工作原理与组成 49

2.1.1 化学电源的工作原理 49

2.1.2 化学电源的组成 50

2.1.3 化学电源的表示方法 51

2.2 化学电源的分类 52

2.2.1 按电解质（液）的类型分类 52

2.2.2 按活性物质的存在方式分类 52

2.2.3 按电池的特点分类 52

2.2.4 按电池工作性质及储存方式分类 52

2.3 化学电源的应用与发展 53

2.3.1 化学电源的选择 53

2.3.2 化学电源的应用 54

2.3.3 化学电源的发展 55

2.4 化学电源的性能 57

2.4.1 电动势与开路电压 57

2.4.2 内阻 58

2.4.3 放电电压与充电电压 59

2.4.4 容量与比容量 60

2.4.5 能量与比能量 62

2.4.6 功率与比功率 64

2.4.7 效率与寿命 65

2.4.8 储存性能与自放电 66

2.5 多孔电极理论 67

2.5.1 多孔电极的分类 67

2.5.2 多孔电极的结构特点 67

2.5.3 多孔电极的行为 69

2.5.4 多孔电极过程 70

习题与思考题 75

第3章 铅酸蓄电池 76

3.1 概述 76

3.1.1 铅酸蓄电池的发展史 76

3.1.2 铅酸蓄电池的分类 78

3.1.3 铅酸蓄电池的型号编制 79

3.1.4 铅酸蓄电池的特点 81

3.2 铅酸蓄电池的构造 81

3.2.1 电极 82

3.2.2 电解液 82

3.2.3 隔板（膜） 84

3.2.4 电池槽 85

3.2.5 排气栓 86

3.2.6 附件 87

3.2.7 装配方式 87

3.3 铅酸蓄电池的工作原理 89

3.3.1 放电过程 89

3.3.2 充电过程 89

3.3.3 蓄电池密封原理 90

3.4 铅酸蓄电池的性能 92

3.4.1 内阻特性 92

3.4.2 电压特性 94

3.4.3 容量特性 100

3.4.4 自放电特性 105

3.4.5 寿命特性 109

3.5 铅酸蓄电池的充电方法 110

3.5.1 恒流充电法 110

3.5.2 恒压充电法 111

3.5.3 分级恒流充电法 111

3.5.4 先恒流后恒压充电法 112

3.5.5 限流恒压充电法 112

3.5.6 快速充电 112

3.5.7 浮充充电 114

3.6 铅酸蓄电池的运行方式 114

3.6.1 充放电运行方式 114

3.6.2 全浮充运行方式 115

3.6.3 半浮充运行方式 117

3.7 铅酸蓄电池的失效模式 118

3.7.1 极板硫化 118

3.7.2 内部短路 121

3.7.3 极板反极 122

3.7.4 正极板栅腐蚀 123

3.7.5 失水 124

3.7.6 热失控 125

3.7.7 负极汇流排腐蚀 126

3.8 铅酸蓄电池的维护 127

3.8.1 安装方法 127

3.8.2 充电维护方法 127

3.8.3 日常维护 129

3.8.4 剩余容量的测量 131

习题与思考题 133

第4章 碱性蓄电池 135

4.1 镉镍蓄电池 135

4.1.1 概述 135

4.1.2 基本组成 137

4.1.3 基本结构 140

4.1.4 工作原理 142

4.1.5 主要性能 144

4.1.6 使用与维护 148

4.2 氢化物镍蓄电池 153

4.2.1 概述 153

4.2.2 基本结构 154

4.2.3 工作原理与密封原理 159

4.2.4 主要性能 160

4.2.5 使用与维护 163

4.3 锌银蓄电池 164

4.3.1 概述 164

4.3.2 基本结构 167

4.3.3 工作原理 168

4.3.4 主要性能 169

4.3.5 使用与维护 174

习题与思考题 180

第5章 锂离子电池 182

5.1 概述 182

5.1.1 发展历史 182

5.1.2 分类与特点 184

5.1.3 应用前景 186

5.2 液态锂离子电池 187

5.2.1 基本结构 187

5.2.2 工作原理 194

5.2.3 主要性能 195

5.2.4 使用与维护 197

5.3 聚合物锂离子电池 198

5.3.1 主要特点 198

5.3.2 基本结构 198

5.3.3 主要性能 200

习题与思考题 200

第6章 燃料电池 202

6.1 燃料电池概述 202

6.1.1 发展历史 202

6.1.2 主要特点与分类 203

6.1.3 基本组成与工作原理 205

6.1.4 燃料电池系统 205

6.2 燃料电池的性能 207

6.2.1 电动势 207

6.2.2 理论效率 208

6.2.3 极化行为 208

6.2.4 实际效率 209

6.2.5 其他性能 209

6.3 碱性燃料电池 210

6.3.1 工作原理 211

6.3.2 基本结构 211

6.3.3 CO2的毒化与吸收 215

6.4 磷酸燃料电池 216

6.4.1 工作原理 217

6.4.2 基本结构 218

6.4.3 PAFC发电系统 220

6.4.4 工作条件对电池性能的影响 222

6.5 熔融碳酸盐燃料电池 223

6.5.1 工作原理 224

6.5.2 基本结构 225

6.5.3 MCFC发电系统 228

6.5.4 工作条件对电池性能的影响 229

6.6 固体氧化物燃料电池 230

6.6.1 工作原理 231

6.6.2 基本结构 232

6.6.3 SOFC电池组 242

6.6.4 SOFC发电系统 245

6.7 质子交换膜燃料电池 247

6.7.1 工作原理 247

6.7.2 基本结构 248

6.7.3 水与热的管理 256

6.7.4 电池性能 260

6.7.5 电池系统 262

6.7.6 应用前景 264

习题与思考题 265

第7章 一次电池 267

7.1 锌锰电池 268

7.1.1 工作原理 268

7.1.2 基本构造 270

7.1.3 型号规格 272

7.1.4 主要性能 273

7.1.5 使用维护 276

7.2 锌氧化银（原）电池 277

7.2.1 工作原理 277

7.2.2 基本结构 277

7.2.3 工作特性 278

7.2.4 型号尺寸 278

7.3 锂（原）电池 279

7.3.1 锂二氧化锰电池 280

7.3.2 锂二氧化硫电池 283

7.3.3 锂亚硫酰氯电池 286

7.3.4 锂碘电池 292

7.3.5 锂氧化铜电池 294

7.3.6 使用维护 296

习题与思考题 297

第8章 其他化学电源 298

8.1 金属空气电池 298

8.1.1 锌空气电池 299

8.1.2 铝空气电池 305

8.1.3 镁空气电池 310

8.2 电化学电容器 313

8.2.1 工作原理 314

8.2.2 基本结构 315

8.2.3 主要特性 315

8.2.4 注意事项 317

8.3 氧化还原液流电池 318

8.3.1 工作原理 318

8.3.2 基本结构 319

8.3.3 主要特性 319

习题与思考题 321

参考文献 322