第1章 电化学基本概念 1
1 导体 1
1.1 导体的分类 1
1.2 第一类导体(电子导体) 1
1.3 第二类导体(离子导体) 3
2 电解质溶液 3
2.1 两类电解质 3
2.2 电解质电离 4
2.3 水化作用 4
2.4 水的离子积和难溶电解质溶度积 5
2.5 摩尔电导率 6
2.6 离子的迁移数和淌度 7
2.8 电解质离子的活度与活度系数 8
2.7 扩散和扩散系数 8
3 电池的电动势和电极电势 9
3.1 电池和电解池 9
3.2 电池的电动势 9
3.3 电极电势 11
3.4 参比电极 13
3.5 液体接界电势 13
3.6 各类电极 14
3.7 电势-pH图 16
4 法拉第定律及其应用 22
4.1 法拉第定律 22
4.2 电流效率 22
4.3 活性物质利用率 22
5.2 电极的极化及产生的原因 23
5 实际的电极过程 23
5.1 电化学可逆过程 23
5.3 交换电流密度 26
5.4 金属钝化 27
5.5 金属的自溶 27
第2章 化学电源的基本概念 29
1 概述 29
1.1 工作原理 29
1.2 化学电源的基本组成 29
1.3 电极的组成 30
2 电池分类 30
3.4 多孔电极特点 31
3.3 基板的类型 31
3.2 骨架的类型 31
3.1 粉末电极的成型 31
3 粉末多孔电极 31
3.5 孔隙率的测定 32
3.6 多孔电极行为 33
4 蓄电池的电特性 33
4.1 主要蓄电池体系的电动势 33
4.2 开路电压与工作电压 34
4.3 电池的容量 34
4.4 电池内阻 35
4.5 电池的自放电 36
4.6 电池的能量 37
4.7 电池功率与比功率 37
5.1 蓄电池的运行制度 38
5 蓄电池的使用和维护 38
4.8 电池的输出效率 38
4.9 电池的使用寿命 38
5.2 蓄电池的充电 39
5.3 蓄电池的维护 41
6 蓄电池生产的环境保护和工业卫生 41
6.1 有害物质性质及其危害 41
6.2 铅酸蓄电池厂废水处理 42
6.3 铅烟、铅尘的净化 43
6.4 碱性蓄电池厂含镉、镍废水处理 44
1.2 铅蓄电池的优缺点 46
2.1 一般结构 46
2 铅蓄电池的一般结构和分类 46
1.1 各类蓄电池一般性能比较 46
1 概述 46
第3章 铅蓄电池的一般结构和电特性 46
2.2 铅蓄电池的种类 48
2.3 铅蓄电池的技术发展历史 48
2.4 铅蓄电池产品型号 52
3 铅蓄电池的电压和充放电特性 53
3.1 铅蓄电池的电动势和开路电压 53
3.2 开路电压与荷电状态的关系 54
3.3 充放电曲线 55
3.4 充放电特性曲线 56
4 铅蓄电池容量 58
4.1 放电率对电池容量的影响 58
4.2 温度对电池容量的影响 59
4.3 终止电压对电池容量的影响 60
4.4 极板几何尺寸对电池容量的影响 61
4.5 电解液浓度对电池容量的影响 63
4.6 制造工艺的影响 65
4.7 铅蓄电池的容量计算 65
4.8 容量变换 66
5 铅蓄电池内阻 67
5.1 影响内阻的因素 67
5.2 电池内阻的测定方法 69
5.3 连接条和极柱等零件的计算 69
6 使用期限寿命 71
6.1 蓄电池失效模式 71
6.2 影响蓄电池寿命的因素 71
7.1 影响荷电保持能力的因素 73
6.3 提高蓄电池寿命的途径 73
7 荷电保持能力 73
7.2 蓄电池自放电的表述方法 74
7.3 减少自放电的措施 74
8 低温充电接受能力 75
8.1 概述 75
8.2 正、负极在低温下充电接受能力的比较 76
第4章 板栅 78
1 概论 78
1.1 板栅 78
1.2 金属 78
1.3 合金 79
2.1 腐蚀的原因 81
2 正极板栅的腐蚀 81
2.2 影响腐蚀速率的因素 82
2.3 板栅合金腐蚀速率的测定方法 83
2.4 正极板栅的长大 83
3 板栅合金 83
3.1 铅锑和铅锑砷系列合金 83
3.2 低锑合金和成核剂 86
3.3 铅钙锡铝合金 89
3.4 铅钙锡铝合金的应用领域及改进 94
3.5 铅锶锡铝合金 96
3.6 轻型板栅 96
4.1 栅的典型结构及发展 98
4 板栅的结构及参数 98
4.2 板栅结构对性能的影响 100
4.3 板珊设计参数 101
4.4 板栅的优化设计 104
第5章 正极活性物质 106
1 二氧化铅电极的充放电机理 106
1.1 液相和固相反应机理 106
1.2 非化学计量的二氧化铅充放电机理 107
1.3 硫酸铅氧化时的副反应 107
1.4 二氧化铅电极的自放电 108
1.5 正极的钝化 109
2 正极活性物质的活性和失效 112
2.1 氢(质子)活性模型 112
2.2 α-PbO2、β-PbO2变体模型 113
2.3 具有质子和电子传输功能的凝胶-晶体体系 115
2.4 正极活性物质软化脱落机理 117
2.5 正极活性物质物理特性的变化 118
2.6 充放电条件和杂质对电极失效的影响 118
3 早期容量损失 119
3.1 早期容量损失现象 119
3.2 早期容量损失模型 119
3.3 钝化与早期容量损失的区别 120
4 正极循环性能的改善 121
4.1 磷酸的作用 121
4.2 有机还原剂的作用 121
4.3 硫酸钴的作用 121
4.4 纤维材料 122
4.5 锑的作用 122
5.1 导电性添加剂 123
5 提高正极活性物质利用率的添加剂 123
5.2 无机类添加剂 124
5.3 有机和高分子材料 126
6 二氧化铅结构的检测方法 126
6.1 X射线衍射 126
6.2 核磁共振 128
6.3 热分析技术 129
6.4 光电子能谱和俄歇能谱 129
第6章 负极活性物质 130
1 铅电极的充放电机理 130
1.1 溶解沉淀和固相反应机理 130
1.2 钝化 130
1.3 充电过程 131
1.4 铅负极的自放电 132
2 添加剂的作用 134
2.1 负极比表面积的收缩 134
2.2 无机膨胀剂 134
2.3 有机膨胀剂 135
2.4 氢折出的阻化剂 138
2.5 干荷电极板与氧还原阻化剂 140
2.6 膨胀剂功能的电化学技术条件 142
2.7 电极--溶液界面上的吸咐 143
3 硫酸盐化及防止方法 145
2.1 起动用蓄电池结构 148
2 起动用蓄电池结构和设计 148
1.2 品种与规格 148
1.1 汽车起动用蓄电池的应用 148
1 应用与规格 148
第7章 汽车起动用蓄电池 148
2.2 汽车用蓄电池产品设计 155
3 产品性能和标准 160
3.1 我国现行标准 160
3.2 标准的比较 160
3.3 国外标准 161
4 新型起动用蓄电池 171
4.1 免维护和少维护蓄电池 171
4.2 扩展式板栅 174
4.3 80年代新型汽车蓄电池 174
1.1 通信用蓄电池 177
1.2 电力系统用蓄电池 177
第8章 工业用蓄电池 177
1 固定型蓄电池的应用与要求 177
1.3 备用电源 178
2 固定型蓄电池的分类与基本规格 178
2.1 分类 178
2.2 固定型防酸式蓄电池外观结构 178
2.3 固定型蓄电池基本规格及尺寸 178
2.4 固定型蓄电池的性能与标准 178
3 固定型蓄电池的设计与容量选择 179
3.1 固定型蓄电池设计 179
3.2 固定型电池容量标准 185
4.2 牵引用蓄电池的结构与基本规格 188
4.3 牵引用蓄电池的设计 188
4.1 牵引用蓄电池的应用与要求 188
4 牵引用蓄电池 188
4.4 井下防爆牵引用蓄电池的一般结构要求 190
4.5 设计计算举例 191
5 牵引用蓄电池性能与标准 193
5.1 牵引用蓄电池性能标准 193
5.2 防爆特殊型铅蓄电池性能标准 193
第9章 铁路及其他用途的铅蓄电池 197
1 铁路客车用蓄电池 197
1.1 铁路客车用蓄电池的结构 197
1.2 铁路客车用蓄电池的基本规格 197
1.3 铁路客车用铅蓄电池性能标准 198
2 铁路内燃机车用蓄电池 199
2.1 铁路内燃机车用蓄电池应用、结构与基本规格 199
2.2 铁路内燃机车用蓄电池性能标准 200
3.2 摩托车用蓄电池性能标准 202
3.1 摩托车用蓄电池应用、结构与基本规格 202
3 摩托车用蓄电池 202
4 矿灯用蓄电池 203
4.1 矿灯用蓄电池结构与基本规格 203
4.2 矿灯用蓄电池性能标准 204
第10章 阀控式密封铅蓄电池 205
1 概述 205
1.1 气体再化合的早期研究 205
1.2 早期的不流动电解液体系和免维护电池 206
1.3 阀控式密封铅酸蓄电池 207
2 阀控式密封铅酸蓄电池技术 208
2.1 充电和过充电时的析气反应 208
2.2 氧循环的基本原理 209
2.3 不流动电解液 210
2.4 氧复合效率表达式及其测定法 213
2.5 阀控式密封铅蓄电池的寿命和失效模式 216
2.6 阀控式密封铅蓄电池结构 218
3 设计中几个问题 221
3.1 电解液量 221
3.2 安全阀 223
3.3 滤酸片 225
3.4 隔膜 225
3.5 密封铅蓄电池中隔膜数量计算举例 227
3.6 电池化成注入酸浓度和体积的估算举例 228
4 阀控式密封铅蓄电池的生产工艺 229
4.1 铅及合金的纯度 229
4.3 化成方法 230
4.2 板栅合金 230
5 阀控式密封铅蓄电池标准 231
5.1 小型阀控式密封铅蓄电池标准 231
5.2 固定型阀控密封铅蓄电池标准 231
第11章 铅蓄电池生产的原材料和半成品 233
1 金属及合金 233
1.1 铅 233
1.2 铅合金 233
1.3 锑 235
2 硫酸及电解液 236
2.1 标准 236
2.2 硫酸 237
2.3 硫酸电解液的物理化学性质 241
3.1 腐植酸 243
3 活性物质的添加剂 243
3.2 木素及其衍生物 244
3.3 栲胶 245
3.4 合成鞣剂 247
3.5 炭素材料 247
3.6 短纤维 249
3.7 硫酸钡 249
4 隔板 249
4.1 概述 249
4.2 微孔硬橡胶隔板 249
4.3 烧结式聚氯乙烯(PVC)微孔塑料隔板 251
4.4 聚氯乙烯软质塑料隔板 251
4.5 玻璃纤维和聚丙烯隔板 251
4.7 蓄电池用排管和玻璃丝管 252
4.6 玻璃丝隔板及复合隔板 252
5 电池槽 253
5.1 硬橡胶电池槽 253
5.2 塑料电池槽 253
5.3 电池槽标准与性能要求 253
5.4 其他电池槽 253
6 封口用材料和防酸隔爆装置 255
6.1 沥青封口剂 255
6.2 环氧树脂封口剂 255
6.3 热封法粘合 255
6.4 防酸隔爆栓和密闭消氢栓 255
1.3 脱模剂 256
1.2 合金配制步骤 256
1.1 板栅生产流程 256
1 板栅 256
第12章 铅蓄电池的制造工艺 256
1.4 铅锑合金在液体状态下的性质 257
1.5 板栅铸造 257
1.6 板栅及零件铸造设备 259
2 生极板制造 260
2.1 生极板生产流程 260
2.2 铅粉的制造 260
2.3 纯水的制备 263
2.4 电解液配制 265
2.5 和膏工艺及设备 266
2.6 管式正极板的生产 272
2.7 极板的涂填、淋酸、固化、干燥 273
3.1 涂膏式极板的化成 276
3 极板化成与电池装配 276
3.2 管式和形成式极板的化成 284
3.3 不焊接化成 284
4 电池组装 285
4.1 组装电池工艺流程 285
4.2 极群焊接 285
4.3 电池装配 286
第13章 碱性蓄电池概论 290
1 碱性蓄电池正极活性物质 290
1.1 NiOOH正极 290
1.2 氧化银电极 293
2.3 锌电极 295
2.2 铁电极 295
2.1 镉电极 295
2 碱性蓄电池负极活性物质 295
3 碱性蓄电池电解液 296
3.1 电解液的基本要求 296
3.2 电解液(KOH)的性质 296
4 镉镍蓄电池极板和电池分类 298
第14章 镉镍袋式碱性蓄电池制造工艺 300
1 袋式碱性蓄电池生产流程 300
2 正极活性物质制造 301
2.1 Ni(OH)2的制备 301
2.2 Ni(OH)2的技术要求 301
3 负极活性物质制造 301
3.1 负极活性物料的组成 301
3.3 Fe3O4的制造 302
3.2 CdO的制造 302
3.4 负极活性物质中添加剂的作用和有害杂质的影响 303
4 极板制造 304
4.1 穿孔钢带制造 304
4.2 极板条制造 304
4.3 毛坏制造 304
4.4 极板成型 305
5 电池装配 305
5.1 正负极板组 305
5.2 电池装配 305
6.3 电解液中添加剂的影响 306
6.2 化成 306
6.1 化成电解液的配制 306
6 电池的化成与试漏 306
5.3 试密封 306
6.4 清洗、试漏 307
7 电池组组装 307
第15章 镉镍蓄电池板式极板的制造工艺 308
1 烧结式镉镍极板的生产 308
1.1 烧结式极板的生产流程 308
1.2 烧结式极板的生产工艺 308
2 非烧结式极板的生产 315
2.1 泡沫镍电极 315
2.2 塑料粘结式电极 315
2.3 非烧结式负极板的制造 315
3 开口式单体电池的装配 316
3.2 极板焊接 317
3.3 隔膜(隔离物)加工 317
3.4 电池装配 317
3.1 极板冲切 317
3.5 电池封口 318
3.6 电池试漏 318
4 电池化成 318
4.1 电解液配剂 318
4.2 电池化成 319
5 总装及组合 319
6 密封电池的装配及分类 319
6.3 电池分类 320
7 主要原材料技术规格 320
6.2 密封的措施 320
6.1 密封电池装配流程 320
第16章 锌银蓄电池制造工艺 322
1 正极活性物质的制备 322
2 负极活性物质的制备 323
3 隔膜的制造 323
4 正极板的制造 324
5 负极板的制造 324
6 单体电池装配 325
7 电解液的配制 326
8 主要原材料半成品技术要求 326
1.2 工作原理 328
1.1 概述 328
1.3 结构 328
1 镉镍袋式碱性蓄电池 328
第17章 各种碱性蓄电池 328
1.4 工作性能 329
1.5 充电性能 331
1.6 外形尺寸和重量 331
1.7 用途 331
2 开口镉镍烧结式碱性蓄电池 332
2.1 概述 332
2.2 工作原理 333
2.3 结构 333
2.4 工作性能 335
2.5 充电性能 339
2.7 蓄电池的失效 340
2.6 蓄电池维护 340
2.8 单体蓄电池及电池组设计 341
3 镉镍密封碱性蓄电池 341
3.1 概述 341
3.2 工作原理 342
3.3 电池结构 342
3.4 工作特性 344
3.5 充电特性 346
3.6 电池规格 346
4 锌银碱性蓄电池 348
4.1 概述 348
4.2 工作原理 348
4.3 结构 348
4.4 工作性能 349
4.5 国产锌银电池主要品种和规格 354
第18章 金属氢化物-镍蓄电池 356
1 概述 356
1.1 高压氢-镍与氢化物-镍蓄电池比较 356
1.2 金属氢化物-镍蓄电池发展概况 357
2 贮氢合金 358
2.1 贮氢合金的性质 358
2.2 吸氢电极寿命估算 361
2.3 吸氢电极自放电 361
3 贮氢合金分类 361
3.1 烯土镍系贮氢合金(AB5型) 361
3.2 Laves相贮氢合金(AB2相) 364
3.3 镁基贮氢合金 364
4.2 合金表面改性 365
4.1 吸氢电极的制备 365
4 吸氢电极 365
5 金属氢化物-镍电池 366
5.1 结构与充放电反应 366
5.2 MH-Ni电池的内压 368
参考文献 371
附录 375
附录1 IEC国际标准 375
附录2 日本工业标准 384
附录3 阀控式密封铅酸蓄电池生产厂家 392
附录4 中小型阀控密封铅蓄电池型号及生产厂家 394
附录5 大中小型阀控式密封铅蓄电池厂及其产品 396
附录6 阀控密封铅蓄电池壳体生产厂家及产品规格 404
附录7 超细玻璃纤维膜标准报批稿 409
附录8 各省市铅蓄电池厂一览表 410