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第1章　化学电源概论1

1.1　化学电源的组成和表示方法1

1.1.1　构成电池的必要条件1

1.1.2　化学电源的组成3

1.1.3　表示方法与命名13

1.2　化学电源的分类14

1.2.1　按电池系列分类14

1.2.2　按电池的工作性质及使用特征分类14

1.3　化学电源的工作原理17

1.4　电池的电动势和电极电势18

1.4.1 电池的电动势18

1.4.2 电极电势20

1.5　实际电极过程22

1.5.1　电化学可逆过程22

1.5.2 电极的极化与超电势23

1.5.3　极化作用的分类24

1.5.4　交换电流密度26

1.5.6　金属的自溶28

1.5.5　金属的钝化28

1.6　化学电源中的多孔电极30

1.6.1　多孔电极的特点30

1.6.2　多孔电极行为32

1.6.3　多孔电极的分类32

1.7　化学电源的性能33

1.7.1 电压33

1.7.2 电池的内阻34

1.7.3　电池的容量和比容量35

1.7.4　电池的能量和比能量39

1.7.5　电池的功率与比功率43

1.7.6　电池的贮存性能和循环寿命43

1.7.7　化学电源一般特性的表征方法45

1.8　化学电源的发展与展望46

1.8.1　化学电源的发展简史46

1.8.2　电池的发展规律49

1.8.3　21世纪化学电源展望50

参考文献53

第2章　锌锰电池54

2.1　锌锰电池的种类及命名方法54

2.1.1　锌锰电池的种类54

2.1.2　锌锰电池的型号及命名方法54

2.2　糊式锌锰电池55

2.2.1　糊式锌锰电池的结构55

2.2.2　锌锰干电池的工作原理56

2.2.3　锌锰电池的主要电性能62

2.2.4　影响锌锰电池性能的主要因素66

2.2.5　锌锰干电池的主要原材料73

2.2.6　传统糊式锌锰电池的生产工艺75

2.2.7　特点与用途78

2.3　纸板锌锰电池78

2.3.1　铵型纸板锌锰电池79

2.3.2　锌型纸板电池81

2.3.3　积层式锌锰电池83

2.4.1　一次碱性锌锰电池85

2.4　碱性锌锰电池85

2.4.2　可充碱性锌锰电池91

2.5　锌锰电池的现状与展望93

2.5.1　锌锰电池的现状93

2.5.2　展望94

参考文献96

3.2.1　电化学原理99

3.2　锌银电池的电化学原理及类型99

3.1　概述99

第3章　锌银电池99

3.2.2　类型101

3.3　锌电极104

3.3.1　锌的阳极钝化104

3.3.2　锌的阴极还原过程106

3.4　氧化银电极107

3.4.1　充放电特性107

3.4.2　氧化银电极的自放电109

3.5.1　锌电极的制造110

3.5　锌银电池的生产工艺110

3.5.2　银电极的制造112

3.5.3　隔膜的处理114

3.5.4　电解液浓度与用量的选择116

3.5.5　电池的装配117

3.6　锌银电池的性能118

3.6.1　充放电性能118

3.6.2　锌银电池的寿命120

3.7　锌银电池的特点与用途122

参考文献124

第4章　铅酸蓄电池126

4.1　概述126

4.2　铅酸蓄电池的型号与分类127

4.2.1　产品型号的含义127

4.2.2　铅酸蓄电池的分类128

4.3　铅酸蓄电池的基本结构129

4.3.1　正、负极板130

4.3.2　电解液130

4.4　工作原理131

4.3.3　隔板和电池槽131

4.5 电池的电动势及温度系数132

4.5.1 电池电动势的计算132

4.5.2 电池电动势的温度系数135

4.6　铅-硫酸水溶液的电势-pH图135

4.6.1 电势-pH图及相关的反应136

4.6.2 电势-pH图的应用138

4.7　板栅139

4.7.1　板栅的作用139

4.7.2　对板栅材料的要求140

4.7.3　铅合金材料141

4.7.4　复合材料146

4.7.5　其他板栅材料146

4.7.6　板栅的构型147

4.8　铅酸蓄电池的正极148

4.8.1　正极活性物质二氧化铅的晶型结构及其性能148

4.8.3 极充放电机理150

4.8.2　两种晶型的形成条件和转变150

4.8.5　正极活性物质添加剂152

4.8.4　正极活性物质的性能变化152

4.8.6　正极板栅的腐蚀154

4.9　铅酸蓄电池的负极156

4.9.1　溶解沉淀机理156

4.9.2　铅电极的钝化156

4.9.3　铅负极的自放电157

4.9.4　负极添加剂157

4.10.1　隔板160

4.10　隔板和电池槽160

4.10.2　电池槽及其密封技术162

4.10.3　铅酸蓄电池的其他零部件162

4.11　铅酸蓄电池的生产工艺163

4.11.1　板栅铸造163

4.11.2　生极板的制造165

4.11.3　极板的化成167

4.12.1 电池的内阻170

4.11.4　铅酸蓄电池的组装170

4.12　铅酸蓄电池的性能170

4.12.2　充放电特性171

4.12.3　电池的容量173

4.12.4　荷电保持能力174

4.12.5　铅酸蓄电池的耐久能力175

4.12.6　铅酸蓄电池的失效模式175

4.13　铅酸蓄电池的使用和维护176

4.14　免维护铅酸蓄电池178

4.14.1　概述178

4.14.2 工作原理179

4.14.3　阀控式密封电池的两类技术180

4.14.4　VRLA电池的新颖结构182

4.15　铅酸蓄电池的发展方向184

参考文献185

5.1.2　分类与命名187

5.1.1　概述187

第5章　碱性蓄电池187

5.1　镉镍电池187

5.1.3 工作原理190

5.1.4　镉镍袋式碱性蓄电池194

5.1.5　开口镉镍烧结式碱性蓄电池195

5.1.6　镉镍密封碱性蓄电池200

5.2　氢镍及金属氢化物镍蓄电池205

5.2.1　氢镍蓄电池205

5.2.2　金属氢化物镍蓄电池211

5.3　其他碱性蓄电池238

5.3.1　铁镍蓄电池238

5.3.2　锌镍蓄电池239

参考文献245

第6章　金属空气电池247

6.1　锌空气电池247

6.1.1　概述247

6.1.2　锌空气电池的分类248

6.1.3　电池的型号及命名249

6.1.4　电化学原理250

6.1.5　锌空气电池的结构251

6.1.6　空气电极252

6.1.7　锌电极256

6.1.8　电池生产工艺256

6.1.9　主要性能及其影响因素260

6.1.10　特点与用途262

6.1.11　几种典型的锌空气电池264

6.1.12　锌空气电池的研究进展与前景268

6.2　其他金属空气电池278

6.2.1　MH空气二次电池278

6.2.2　镁空气电池279

6.2.3　铝空气电池280

6.2.4　镉空气电池283

6.2.5　铁空气电池283

参考文献285

7.1　概述288

第7章　锂电池288

7.2　锂电池的分类290

7.2.1　锂一次电池292

7.2.2　锂离子二次电池297

7.3　锂离子电池正极材料298

7.3.1　锂钴氧化物301

7.3.2　锂镍氧化物305

7.3.3　锂锰氧化物308

7.3.4　Li-V-O系化合物313

7.3.5　5V正极材料及多阴离子正极材料315

7.3.6　其他正极材料318

7.4　锂离子电池负极材料319

7.4.1　金属锂负极材料320

7.4.2　炭负极材料321

7.4.3　合金类负极材料336

7.4.4　氮化物负极材料339

7.4.5　氧化物负极材料340

7.4.6　过渡金属磷族化合物负极材料343

7.5 电解质345

7.5.1　概述345

7.5.2　液体电解质346

7.5.3　固体电解质及熔盐电解质351

7.6　聚合物锂离子电池354

7.6.1　聚合物锂离子电池的分类355

7.6.2　聚合物锂离子电池的性能355

7.6.3　聚合物锂离子电池的发展356

7.6.4　聚合物电解质359

7.6.5　聚合物正极材料373

7.6.6　新型聚合物锂离子电池382

7.7　隔膜及黏结剂384

7.7.1　隔膜的性能384

7.7.2　隔膜的性能表征385

7.7.3　隔膜的制备方法387

7.7.4　黏结剂388

7.8.1　锂离子电池的结构389

7.8　锂离子电池的制造389

7.8.2　液体锂离子电池的生产391

7.8.3　聚合物锂离子电池的生产392

7.8.4　锂离子电池的化成和分选393

7.9　锂离子电池的使用和维护394

参考文献395

第8章　燃料电池401

8.1　燃料电池与原电池、蓄电池的区别402

8.2　燃料电池的特点404

8.3　燃料电池的分类405

8.4　燃料电池的发展简史406

8.5　碱性燃料电池408

8.5.1　原理408

8.5.2　结构409

8.5.3　应用412

8.6　磷酸燃料电池415

8.6.1　概述415

8.6.2　PAFC的结构材料416

8.6.3　应用418

8.7　熔融碳酸盐燃料电池419

8.7.1　概述419

8.7.2　MCFC的结构420

8.7.3　应用424

8.8　固体氧化物燃料电池425

8.8.1　概述425

8.8.2　SOFC的结构426

8.8.3　应用430

8.9　质子交换膜燃料电池431

8.9.1　概述431

8.9.2　PEMFC部件433

8.9.3　应用439

8.10　直接甲醇燃料电池446

8.10.1　工作原理446

8.10.2　结构448

8.10.3　应用450

8.11　其他燃料电池453

8.11.1　再生型燃料电池453

8.11.2　微生物燃料电池454

参考文献456

第9章　其他电池459

9.1 镁电池459

9.1.1　概述459

9.1.2　镁二次电池材料461

9.1.3　镁二次电池的开发470

9.1.4　展望471

9.2　其他新颖二次电池472

9.2.1　纳米碳纤素电池472

9.2.2　质子电池473

9.3　热电池473

9.3.1　概述473

9.3.2　特点及分类474

9.3.3　组成与结构475

9.3.4 工作原理476

9.3.5　不同熔融盐电化学体系476

9.3.6　热电池的使用和维护480

9.4　钠硫电池481

9.4.1　概述481

9.4.2　工作原理482

9.4.3　导电陶瓷隔膜483

9.4.4　发展趋势484

9.5　ZEBRA电池（Na-NiCl2电池）485

9.6　固体电解质电池487

9.6.1　概述487

9.6.2　离子导电机理488

9.6.3　常温型固体电解质电池489

9.7　贮备电池491

9.7.1　概述491

9.7.2　典型贮备电池492

参考文献494