第1章 化学电源的基本知识 1
1.1 概述 1
1.1.1 化学电源发展简史 1
1.1.2 化学电源的组成 2
1.1.3 化学电源的工作原理 5
1.1.4 电极的组成 7
1.1.5 化学电源的分类 8
1.2 化学电源的热力学原理 10
1.2.1 电池电动势的定义 10
1.2.2 电池电动势与物质活度的关系 11
1.2.3 电池电动势的温度系数 12
1.2.4 电池电动势的测定原理 13
1.3 化学电源的性能 14
1.3.1 电池的内阻 14
1.3.2 开路电压、放电电压和充电电压 16
1.3.3 电池的容量和比容量 19
1.3.4 电池的能量和比能量 23
1.3.5 电池的功率和比功率 25
1.3.6 电池的自放电 25
1.3.7 电池的循环寿命 27
1.3.8 电池的输出效率 27
1.4 粉末多孔电极 28
1.4.1 粉末多孔电极的种类 28
1.4.2 骨架和基板的类型 29
1.4.3 多孔电极的特点 30
第2章 铅酸蓄电池 32
2.1 概述 32
2.1.1 铅酸蓄电池分类及型号 32
2.1.2 铅酸蓄电池的结构 35
2.1.3 铅酸蓄电池的特点 36
2.2 铅酸蓄电池的热力学原理 36
2.2.1 铅酸蓄电池的成流反应 36
2.2.2 电极电位及电池的电动势 38
2.2.3 Pb-H2SO4-H2O的电位－pH图 39
2.3.1 二氧化铅的种类和性质 43
2.3 二氧化铅正极 43
2.3.2 二氧化铅电极的充放电机理 46
2.3.3 二氧化铅电极循环性能的改善 50
2.3.4 二氧化铅电极的添加剂 52
2.4 铅负极 55
2.4.1 铅负极的充放电机理 55
2.4.2 铅负极的添加剂 57
2.4.3 铅负极的不可逆硫酸盐化 60
2.4.4 铅负极的自放电 61
2.5 铅酸蓄电池的电性能 63
2.5.1 电池电动势和开路电压 63
2.5.2 电池的内阻 64
2.5.3 电池的充放电特性 65
2.5.4 电池的容量 66
2.5.5 电池的贮存性能 68
2.5.6 电池的循环寿命 70
2.6 铅酸蓄电池的制造工艺 72
2.6.1 板栅的制造 73
2.6.2 电解液和隔板 78
2.6.3 铅粉的制造 82
2.6.4 生极板制造 84
2.6.5 极板化成 87
2.6.6 电池装配 92
2.7.1 电池的运行制度 93
2.7 铅酸蓄电池的使用和维护 93
2.7.2 电池的充电 94
2.7.3 铅酸蓄电池的维护 95
2.8 密封式免维护铅酸蓄电池 95
2.8.1 电池工作原理 96
2.8.2 电池制造工艺 98
2.8.3 电池装配 98
2.8.4 密封铅酸蓄电池的性能 98
2.9 铅酸蓄电池的发展方向 99
第3章 镉－镍电池 101
3.1 概述 101
3.1.1 镉－镍电池分类 101
3.1.2 镉－镍电池型号和标志 102
3.2 镉－镍电池的反应与电动势 103
3.2.1 成流反应 103
3.2.2 电池电动势 103
3.3 氧化镍电极 104
3.3.1 氧化镍电极的成流反应 104
3.3.2 氧化镍电极的晶型 107
3.3.3 氧化镍电极添加剂 108
3.4 镉电极 109
3.4.1 镉电极的反应机理 109
3.4.2 镉电极的钝化与添加剂 109
3.5.1 电极材料的制造 110
3.5 镉－镍电池电极的制造 110
3.5.2 电极的制造技术 114
3.6 镉－镍电池的制造 129
3.6.1 有极板盒式电池 129
3.6.2 烧结式镉－镍电池 134
3.6.3 密封式镉－镍电池 135
3.6.4 发泡式镉－镍电池 141
3.6.5 纤维式镉－镍电池 142
3.6.6 黏结式镉－镍电池 142
3.6.7 快充式镉－镍电池 143
3.7 镉－镍电池的性能 144
3.7.1 充、放电性能 145
3.7.2 活性物质的利用率 145
3.7.3 自放电特性 148
3.7.5 耐过充和过放电能力 149
3.7.6 电池内阻 149
3.7.4 电池寿命 149
3.7.7 温度特性 150
3.7.8 电池记忆效应 150
3.8 镉－镍电池的使用和维护 151
3.8.1 充放电制度 151
3.8.2 电池活化 152
3.8.3 电解液更换 152
第4章 锌－银碱性蓄电池 154
4.1 概述 154
4.2.2 锌－银电池的结构 155
4.2 锌－银电池的组成、结构和工作原理 155
4.2.1 锌－银电池的组成 155
4.2.3 锌－银电池的工作原理 156
4.3 锌－银电池的电极 157
4.3.1 锌负极 157
4.3.2 氧化银正极 160
4.4 锌－银电池的制造工艺 163
4.4.1 银电极的制备 163
4.4.2 锌电极的制备 165
4.4.3 隔膜的选择 166
4.4.4 电池的装配 167
4.4.5 电解液的配制 168
4.5 锌－银电池的电性能 169
4.5.1 充放电性能 169
4.5.2 电池的比容量 169
4.5.3 电池的比能量 170
4.5.4 电池的比功率 170
4.5.5 电池的内阻 171
4.5.6 电池的贮存寿命 171
4.5.7 电池的循环寿命 172
第5章 氢－镍电池 174
5.1 概述 174
5.2.1 电池的工作原理 175
5.2 高压氢－镍电池 175
5.2.2 电池的结构和制造 177
5.2.3 电池的性能 179
5.2.4 电池的优缺点 179
5.3 金属氢化物－镍电池 180
5.3.1 电池的结构 180
5.3.2 电池的工作原理 181
5.3.3 电池的性能 182
5.4 金属氢化物电极 184
5.4.1 电极反应 184
5.4.2 电极反应的动力学 186
5.4.3 电极的制备 191
5.4.4 电极材料的研究 193
5.5 影响贮氢电极性能的因素 212
5.5.1 电极制作工艺 212
5.5.2 黏结剂 215
5.5.3 合金粉末颗粒度 216
5.5.4 电解液浓度 218
5.6 贮氢电极修饰方法的研究 219
5.6.1 合金表面的包覆处理 219
5.6.2 电极中添加金属或金属氧化物 222
5.6.3 电极表面化学处理 224
5.7 MH-Ni电池的制造 229
5.8 MH-Ni电池的研究与发展 230
第6章 锂离子电池 233
6.1 概述 233
6.2 锂离子电池的结构和工作原理 234
6.2.1 锂离子电池的结构 234
6.2.2 锂离子电池的工作原理 235
6.3 正极材料 237
6.3.1 正极材料的性能 237
6.3.2 氧化钴锂 239
6.3.3 氧化镍锂 242
6.3.4 氧化锰锂 244
6.4.1 碳材料的种类和结构 249
6.4.2 石墨化碳材料 249
6.4 碳负极材料 249
6.4.3 无定形碳材料 252
6.4.4 碳材料的改性 253
6.4.5 锂在碳材料中的嵌入机理 257
6.5 电解质溶液 262
6.5.1 有机电解质溶液 263
6.5.2 聚合物电解质 267
6.5.3 无机电解质 271
6.6 隔膜 271
6.7 锂离子电池的制造工艺 272
6.7.1 正极的制造 272
6.7.2 负极的制造 274
6.8.1 电池的特性 275
6.8.2 电池的命名与分类 275
6.7.3 电池组装 275
6.8 聚合物锂离子电池 275
6.8.3 电池的工作原理 276
6.8.4 电池的制造 276
6.8.5 电池的性能 276
6.9 锂离子电池的性能 277
6.10 锂离子电池的应用 278
6.10.1 在电子产品方面的应用 278
6.10.2 在交通工具方面的应用 278
6.10.3 在航天及军事方面的应用 279
参考文献 280