高能化学电源[电子资源.图书]

第1篇 化学电源基础

第1章 化学电源概述3

11 化学电源的发展历史3

12 化学电源的组成4

121 电极5

122 电解质9

123 隔膜14

124 电池壳体16

125 电池组装16

13 化学电源的工作原理17

131 一次电池17

132 二次电池18

133 燃料电池19

14 化学电源的分类19

15 化学电源的主要参数20

151 原电池电动势20

152 电池内阻21

153 开路电压和工作电压22

154 容量和比容量24

155 能量和比能量26

. 156 功率和比功率32

157 电池的储存性能34

158 电池寿命35

16 化学电源设计与检测简介36

161 化学电源设计36

162 化学电源检测38

163 电极活性物质性能检测45

17 化学电源的应用与研究开发46

171 化学电源的应用46

172 高能化学电源的研究开发47

参考文献50

第2章 化学电源理论基础51

21 电极/溶液界面双电层和电位差51

211 界面与相际51

212 最简单的双电层和电位差52

213 电极/溶液界面双电层的形成与电位差54

214 零电荷电位56

215 电极/溶液界面的等效电路57

216 电极/溶液界面双电层结构模型58

217 电极电位60

22 电池的电动势60

221 电化学体系的分类60

222 电池的可逆性61

223 电池的电动势62

224 电池电动势的测量63

225 电池电动势的热力学计算65

23 平衡电极电位65

231 电极的可逆性65

232 可逆电极的电位66

233 可逆电极的类型67

234 标准电极电位和电位序70

24 电极过程动力学73

241 电极的极化现象73

242 极化的原因和类型74

243 电化学极化76

244 浓差极化84

245 电阻极化93

246 阴极极化与阳极极化93

25 多孔电极过程94

251 两相多孔电极过程95

252 三相多孔电极过程99

253 气体扩散电极中的物质传递106

254 气体扩散电极中的电流分布107

26 析氢电极过程动力学109

261 氢离子的阴极还原过程109

262 析氢反应的电极过程机理113

263 不同电极上析氢反应本质119

27 析氧电极过程121

271 研究氧电极过程的意义和存在的困难121

272 氧电极的阳极过程123

参考文献126

第2篇 常用化学电源

第3章 锌-锰电池129

31 概述129

311 勒克朗谢电池130

312 纸板电池131

313 碱性锌-锰电池131

314 无汞碱性锌-锰电池131

32 锌电极132

321 锌电极的类型132

322 锌电极的析氢腐蚀与抑制措施134

323 锌电极的制备141

33 二氧化锰电极142

331 二氧化锰电极的阴极还原142

332 二氧化锰的物理化学性能144

333 二氧化锰电极的放电性能147

334 可充碱性锌二氧化锰电池149

335 二氧化锰正极的组成152

336 二氧化锰电极的制备153

34 其他电池材料153

341 电解质溶液153

342 隔膜155

343 电池壳体156

344 石墨（炭黑）156

345 密封剂156

346 集流体157

35 锌-锰电池制备及性能157

351 电池的制备工艺和结构157

352 锌-锰电池的性能160

参考文献164

第4章 铅-酸电池166

41 概述166

411 铅-酸电池的分类166

412 铅-酸电池的产品规格型号168

413 铅-酸电池的结构169

42 铅-酸电池的工作原理170

421 电池反应170

422 铅-酸电池体系电位-ph图171

43 二氧化铅电极172

431 二氧化铅的物理性质172

432 二氧化铅电极的放电机理与影响因素174

433 二氧化铅的充电机理178

434 二氧化铅电极的自放电179

435 二氧化铅电极的添加剂179

44 铅电极182

441 铅电极的充放电机理182

442 铅电极的钝化182

443 铅电极添加剂183

444 铅电极的硫酸盐化及消除185

445 铅电极的自放电187

446 极板厚度对铅电极活性材料利用率的影响188

447 铅电极的组成188

45 合金板栅189

451 板栅的作用189

452 板栅材料的性能要求190

453 合金板栅的分类190

454 铅锑合金板栅191

455 铅钙合金板栅194

456 其他板栅 197

457 板栅的腐蚀198

46 电解质溶液199

461 添加剂及作用199

462 胶体电解质200

47 隔板202

471 微孔硬橡胶隔板202

472 聚氯乙烯塑料隔板203

473 聚烯烃树脂微孔隔板203

474 玻璃纸浆复合隔板203

475 玻璃丝隔板及套管203

48 铅-酸电池的制造工艺204

481 板栅205

482 生极板制造205

483 极板的化成207

484 铅-酸电池的组装210

49 铅-酸电池的性能211

491 电池内阻211

492 充放电特性211

493 电池容量212

494 电池储存性能212

410 电池的使用与维护213

4101 初充电213

4102 使用过程中的充电方法213

4103 铅-酸电池的维护214

411 密封式免维护铅-酸电池214

4111 电池工作原理214

4112 电池制造215

4113 密封铅-酸蓄电池的性能215

4114 密封式铅-酸电池的发展方向216

参考文献218

第3篇 镍系电池

第5章 镉-镍电池223

51 概述223

511 镉-镍电池特点223

512 镉-镍电池反应224

513 镉-镍电池分类224

514 镉-镍电池型号和标志225

515 密封镉-镍电池225

516 镉-镍电池的发展226

52 氧化镍正极228

521 氧化镍正极的电极过程228

522 氧化镍正极材料的制备230

523 氧化镍正极添加剂及作用231

524 氧化镍正极活性物质的组成232

53 镉负极233

531 镉负极的电极过程机理233

532 镉负极添加剂及作用233

533 镉负极活性物质234

54 镉-镍电池电极制造234

541 袋式电极235

542 烧结式电极236

543 黏结式电极239

544 泡沫镍电极240

545 电沉积式电极242

546 纤维式电极244

55 镉-镍电池245

551 有极板盒式镉-镍电池245

552 烧结式镉-镍电池246

553 密封式镉-镍电池247

554 快充式镉-镍电池249

56 镉-镍电池的性能251

561 镉-镍电池的充放电性能253

562 活性物质的利用率253

563 自放电性能254

564 电池寿命254

565 耐过充和过放电能力255

566 电池内阻255

567 温度特性255

568 记忆效应255

57 镉-镍电池的使用与维护256

571 充放电制度256

572 电池活化257

573 电解液更换257

参考文献257

第6章 氢-镍电池259

61 概述259

611 高压氢-镍电池259

612 低压氢-镍电池260

62 高压氢-镍电池261

621 高压氢-镍电池的工作原理261

622 高压氢-镍电池的结构263

623 高压氢-镍电池的性能268

63 金属氢化物-镍电池270

631 金属氢化物-镍电池的工作原理270

632 金属氢化物-镍电池的结构和制备273

633 金属氢化物-镍电池的性能276

64 储氢合金279

641 储氢合金分类280

642 负极用储氢合金281

643 典型储氢合金281

644 金属氢化物的储氢与放氢原理285

645 储氢合金的结构和性能287

646 储氢合金制备290

647 储氢合金的表面改性293

648 储氢合金的研究现状及方向294

65 金属氢化物-镍电池的研究现状与开发方向297

651 研究现状297

652 开发方向298

653 mh-ni电池技术299

参考文献300

第4篇 锂系电池

第7章 锂电池303

71 概述303

711 锂电池的分类和特点303

712 锂电池的命名方法305

713 锂电池的电极反应306

714 锂电池的组成306

72 有机电解质锂电池307

721 锂-二氧化锰电池308

722 锂-二氧化硫电池311

723 锂-聚氟化碳电池313

73 无机电解质锂电池314

731 li-socl2电池组成和电池反应315

732 li-socl2电池的特性316

74 熔盐锂电池317

741 负极材料317

742 正极材料319

743 电解质323

744 电池辅助材料324

745 熔盐锂电池的结构和特性325

75 热电池328

751 热电池的特点328

752 负极材料329

753 正极材料329

754 电解质330

755 热电池的性能330

参考文献331

第8章 锂离子电池332

81 概述332

811 锂离子电池332

812 锂离子电池的特点333

813 锂离子电池的工作原理334

814 锂离子电池的发展历史335

82 正极材料336

821 正极材料的性能336

822 氧化钴锂340

823 氧化镍锂342

824 氧化锰锂344

825 氧化钒锂347

826 影响正极活性物质电化学性能的因素348

83 负极材料349

831 碳素材料350

832 石墨化碳素材料352

833 无定形碳354

834 碳素材料的改性355

835 插锂机理简介357

836 其他负极材料简介358

84 电解质360

841 有机电解质溶液360

842 聚合物电解质364

843 无机电解质369

85 其他材料370

851 隔膜材料370

852 胶黏剂371

853 集流体371

854 导电剂371

855 正温度系数端子371

86 锂离子电池的组装372

861 正极活性物质制备372

862 负极活性物质制备374

863 正、负极制备374

864 电池组装374

87 锂离子电池的性能374

88 锂离子电池的开发与应用376

881 在电子产品方面的应用376

882 在交通工具方面的应用377

883 在军事上的应用378

884 在储能方面的应用378

参考文献379

第5篇 燃料电池

第9章 燃料电池基本知识383

91 燃料电池的发展历史383

92 燃料电池的工作原理384

921 燃料电池的组成384

922 燃料电池的电极反应和电池电动势385

923 燃料电池的效率386

924 气体压力对燃料电池电动势的影响389

925 燃料电池的工作电压389

93 燃料电池的分类、系统和特点390

931 燃料电池的分类390

932 燃料电池系统392

933 燃料电池的特点394

94 燃料电池中的催化电极395

941 催化电极395

942 电催化在燃料电池中的作用397

943 电催化剂的性能要求399

944 电催化剂的选择与设计原则399

95 燃料的电催化氧化400

951 氢气的阳极氧化401

952 有机物质的阳极氧化405

96 氧气的阴极还原406

961 氧气阴极还原的特点406

962 氧气的阴极还原过程机理407

963 氧阴极还原过程的极化曲线410

964 化学修饰电极电催化氧还原411

97 燃料电池的研究方向413

971 燃料413

972 燃料电池的商业化417

973 电催化剂与催化机理418

参考文献419

第10章 质子交换膜燃料电池420

101 质子交换膜燃料电池的发展历史420

102 质子交换膜燃料电池的特性421

1021 效率特性421

1022 温度特性421

1023 压力特性422

1024 模块特性423

1025 启动和安全特性423

1026 对一氧化碳的敏感性424

103 质子交换膜425

1031 质子交换膜的特点425

1032 质子交换膜的结构426

1033 质子交换膜的性能427

104 电催化剂431

1041 传统催化剂及改性431

1042 催化剂的研究开发方向434

105 电极435

1051 电极组成与结构435

1052 电极反应过程436

1053 电极制备工艺438

1054 影响电极性能的因素441

106 水与热的管理446

1061 水的生成与迁移446

1062 影响水平衡的因素448

1063 实现水管理的途径449

1064 热管理454

107 质子交换膜燃料电池系统454

1071 电池系统的特点455

1072 电池系统的优化456

108 质子交换膜燃料电池的研究开发现状459

1081 小型分散电站459

1082 移动电源459

1083 应用前景展望460

109 直接甲醇燃料电池460

1091 直接甲醇燃料电池简介460

1092 甲醇阳极氧化机理461

1093 电极催化剂462

1094 电极464

1095 电池性能464

参考文献465

第11章 碱性燃料电池468

111 概述468

1111 碱性燃料电池的基本原理468

1112 碱性燃料电池的特点469

1113 碱性燃料电池的类型470

112 碱性燃料电池的电极473

1121 电极特点473

1122 催化剂474

1123 电极结构474

1124 典型电极476

113 电池的连接477

114 电池排水与排热478

1141 排水478

1142 排热479

115 电池性能与操作条件 479

1151 电池的性能479

1152 操作温度和压力480

116 研究现状与开发方向 481

1161 发展历史与现状 481

1162 典型碱性燃料电池体系483

1163 研究开发方向484

参考文献485

第12章 中高温燃料电池486

121 概述486

1211 中高温燃料电池简介486

1212 中高温燃料电池面临的问题487

1213 燃料重整488

1214 燃料利用率488

1215 余热的循环利用489

1216 热交换器490

122 磷酸型燃料电池490

1221 概述490

1222 电池系统结构491

1223 电池系统运行特性496

1224 发展历史与研究现状502

123 熔融碳酸盐燃料电池508

1231 概述508

1232 电极与电池组装510

1233 影响mcfc性能的因素516

1234 mcfc电站系统519

1235 mcfc现状与研究方向520

124 固体氧化物燃料电池525

1241 概述525

1242 电池材料526

1243 sofc的结构和制造532

1244 发展历史与现状537

参考文献538

第6篇 安全、环保和综合利用

第13章 环保、安全和综合利用543

131 化学危险品543

1311 化学危险品的毒性标准543

1312 腐蚀性化学品544

1313 易燃气体和液体546

1314 有关溶剂的安全防护547

1315 有关氧气浓度548

132 氟树脂548

1321 氟树脂的热分解549

1322 安全防护措施550

133 废旧电池处理551

1331 锌-锰电池551

1332 铅-酸电池553

1333 镉-镍电池554

1334 氢-镍电池555

1335 锂离子电池556

134 燃料电池556

1341 催化剂中的铂556

1342 铂的回收方法557

参考文献558

附录560