本書在闡述化學(xué)電源理論基礎(chǔ)和基本概念的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地講述了各種主要化學(xué)電源的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要性能、應(yīng)用前景及其使用維護(hù)方法。
本書內(nèi)容包括化學(xué)電源理論基礎(chǔ)、化學(xué)電源概論、鉛酸蓄電池、堿性蓄電池（鎘鎳蓄電池、氫化物鎳蓄電池以及鋅銀蓄電池）、鋰離子電池、燃料電池、一次電池（鋅錳電池、鋅氧化銀原電池以及鋰原電池）和其他化學(xué)電源（金屬空氣電池、電化學(xué)電容器以及氧化還原液流電池）。
1.本書在化學(xué)電源的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)講述了各種主要化學(xué)電源的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要性能及使用維護(hù)方法。
2.本書是讀者學(xué)習(xí)了解和研究化學(xué)電源的很好的參考書，常用的化學(xué)電源一一系統(tǒng)講述。
3.本書可以作為教材使用，也可以作為自學(xué)讀物。
化學(xué)電源是一種將物質(zhì)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。自1859年法國著名的物理學(xué)家、發(fā)明家普蘭特（Gaston Planté）研發(fā)了世界上第一塊鉛酸蓄電池，1868年法國工程師勒克朗謝（C.Leclanche）發(fā)明了采用NH4Cl水溶液作電解質(zhì)溶液的鋅二氧化錳電池以來，化學(xué)電源經(jīng)歷了近160年的發(fā)展歷史。特別是目前能源緊缺急需各種替代能源、各種用電器具對高能化學(xué)電源的需求以及材料科學(xué)的發(fā)展給新型化學(xué)電源的開發(fā)提供了各種新型材料，使得傳統(tǒng)的化學(xué)電源的性能得以提高，而且出現(xiàn)了許多新型的化學(xué)電源。這些性能優(yōu)越的化學(xué)電源如鋰一次電池、鋰離子電池、金屬氫化物鎳電池和質(zhì)子交換膜燃料電池等，在交通、航空航天、電子、通信和家用電器等領(lǐng)域都有著很好的應(yīng)用前景。
本書在闡述化學(xué)電源理論基礎(chǔ)和基本概念的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地講述了各種主要化學(xué)電源的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要性能、應(yīng)用前景及其使用維護(hù)方法。全書共分8章：第1章化學(xué)電源理論基礎(chǔ)，主要講述了化學(xué)基礎(chǔ)知識、溶液與溶液濃度、電解質(zhì)溶液、原電池與電池的可逆性、電極電位與能斯特方程、電解與電解定律等；第2章化學(xué)電源概論，對化學(xué)電源的工作原理與組成、分類、應(yīng)用與發(fā)展、主要性能以及多孔電極理論做了概述；第3章~第8章，分別對鉛酸蓄電池、堿性蓄電池（鎘鎳蓄電池、氫化物鎳蓄電池以及鋅銀蓄電池）、鋰離子電池、燃料電池、一次電池（鋅錳電池、鋅氧化銀原電池以及鋰原電池）和其他化學(xué)電源（金屬空氣電池、電化學(xué)電容器以及氧化還原液流電池）的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要性能特點、使用維護(hù)方法及常見失效模式等進(jìn)行了詳細(xì)論述。
本書由楊貴恒、楊玉祥（重慶市公安局科技信息處）、王秋虹、王華清編著，劉凡、李銳、強(qiáng)生澤、向成宣、劉揚、任開春、張穎超、曹均燦、張瑞偉、文武松、聶金銅、龔利紅、金麗萍、趙英、劉小麗、楊波、楊翱、張偉、楊科目、雷紹英、李光蘭、鄒洪元、陳昌碧、楊貴文、徐樹清、楊芳、付保良、溫中珍、余江、蔣王莉、張傳富、楊勝、楊蕾、楊楚渝、王濤、吳偉麗等做了大量的資料搜集與整理工作。在編寫過程中，特別參考了王秋虹和王華清兩位老師以前編寫的化學(xué)電源講義，在此表示衷心感謝！
本書內(nèi)容通俗易懂、實用性強(qiáng)，既適合高等院校相關(guān)專業(yè)作為教材或參考書使用，也適合相關(guān)工程技術(shù)人員和管理干部查閱，還可供具有高中以上文化程度準(zhǔn)備從事化學(xué)電源相關(guān)工作的人員自學(xué)。
隨著化學(xué)電源技術(shù)的快速發(fā)展，其新理論、新材料和新工藝等不斷涌現(xiàn)，限于編者水平，書中難免有疏漏和不妥之處，懇請廣大讀者批評指正。
編著者
第1章化學(xué)電源理論基礎(chǔ)001
1.1化學(xué)基礎(chǔ)知識001
1.1.1原子和原子量001
1.1.2分子和分子式003
1.1.3元素和元素符號005
1.2溶液與溶液濃度006
1.2.1溶液006
1.2.2溶解過程009
1.2.3溶液的濃度010
1.2.4溶液的配制011
1.3電解質(zhì)溶液012
1.3.1電解質(zhì)的種類012
1.3.2離子與水分子的作用013
1.3.3強(qiáng)電解質(zhì)溶液的活度013
1.3.4電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電015
1.4原電池與電池的可逆性016
1.4.1氧化還原反應(yīng)016
1.4.2原電池017
1.4.3可逆電極019
1.4.4電池的可逆性020
1.5電極電位與能斯特方程021
1.5.1電動勢的形成021
1.5.2標(biāo)準(zhǔn)電極電位024
1.5.3濃度對電極電位的影響031
1.5.4電極電位的能斯特方程031
1.5.5電池電動勢的能斯特方程式032
1.5.6電極電位的應(yīng)用033
1.6電解與電解定律035
1.6.1電解原理035
1.6.2分解電壓036
1.6.3電極極化039
1.6.4電解產(chǎn)物043
1.6.5電解定律045
習(xí)題與思考題046
第2章化學(xué)電源概論049
2.1化學(xué)電源的工作原理與組成049
2.1.1化學(xué)電源的工作原理049
2.1.2化學(xué)電源的組成050
2.1.3化學(xué)電源的表示方法051
2.2化學(xué)電源的分類052
2.2.1按電解質(zhì)(液)的類型分類052
2.2.2按活性物質(zhì)的存在方式分類052
2.2.3按電池的特點分類052
2.2.4按電池工作性質(zhì)及儲存方式分類052
2.3化學(xué)電源的應(yīng)用與發(fā)展053
2.3.1化學(xué)電源的選擇053
2.3.2化學(xué)電源的應(yīng)用054
2.3.3化學(xué)電源的發(fā)展055
2.4化學(xué)電源的性能057
2.4.1電動勢與開路電壓057
2.4.2內(nèi)阻058
2.4.3放電電壓與充電電壓059
2.4.4容量與比容量060
2.4.5能量與比能量062
2.4.6功率與比功率064
2.4.7效率與壽命065
2.4.8儲存性能與自放電066
2.5多孔電極理論067
2.5.1多孔電極的分類067
2.5.2多孔電極的結(jié)構(gòu)特點067
2.5.3多孔電極的行為069
2.5.4多孔電極過程070
習(xí)題與思考題075
第3章鉛酸蓄電池076
3.1概述076
3.1.1鉛酸蓄電池的發(fā)展史076
3.1.2鉛酸蓄電池的分類078
3.1.3鉛酸蓄電池的型號編制079
3.1.4鉛酸蓄電池的特點081
3.2鉛酸蓄電池的構(gòu)造081
3.2.1電極082
3.2.2電解液082
3.2.3隔板(膜)084
3.2.4電池槽085
3.2.5排氣栓086
3.2.6附件087
3.2.7裝配方式087
3.3鉛酸蓄電池的工作原理089
3.3.1放電過程089
3.3.2充電過程089
3.3.3蓄電池密封原理090
3.4鉛酸蓄電池的性能092
3.4.1內(nèi)阻特性092
3.4.2電壓特性094
3.4.3容量特性100
3.4.4自放電特性105
3.4.5壽命特性109
3.5鉛酸蓄電池的充電方法110
3.5.1恒流充電法110
3.5.2恒壓充電法111
3.5.3分級恒流充電法111
3.5.4先恒流后恒壓充電法112
3.5.5限流恒壓充電法112
3.5.6快速充電112
3.5.7浮充充電114
3.6鉛酸蓄電池的運行方式114
3.6.1充放電運行方式114
3.6.2全浮充運行方式115
3.6.3半浮充運行方式117
3.7鉛酸蓄電池的失效模式118
3.7.1極板硫化118
3.7.2內(nèi)部短路121
3.7.3極板反極122
3.7.4正極板柵腐蝕123
3.7.5失水124
3.7.6熱失控125
3.7.7負(fù)極匯流排腐蝕126
3.8鉛酸蓄電池的維護(hù)127
3.8.1安裝方法127
3.8.2充電維護(hù)方法127
3.8.3日常維護(hù)129
3.8.4剩余容量的測量131
習(xí)題與思考題133
第4章堿性蓄電池135
4.1鎘鎳蓄電池135
4.1.1概述135
4.1.2基本組成137
4.1.3基本結(jié)構(gòu)140
4.1.4工作原理142
4.1.5主要性能144
4.1.6使用與維護(hù)148
4.2氫化物鎳蓄電池153
4.2.1概述153
4.2.2基本結(jié)構(gòu)154
4.2.3工作原理與密封原理159
4.2.4主要性能160
4.2.5使用與維護(hù)163
4.3鋅銀蓄電池164
4.3.1概述164
4.3.2基本結(jié)構(gòu)167
4.3.3工作原理168
4.3.4主要性能169
4.3.5使用與維護(hù)174
習(xí)題與思考題180
第5章鋰離子電池182
5.1概述182
5.1.1發(fā)展歷史182
5.1.2分類與特點184
5.1.3應(yīng)用前景186
5.2液態(tài)鋰離子電池187
5.2.1基本結(jié)構(gòu)187
5.2.2工作原理194
5.2.3主要性能195
5.2.4使用與維護(hù)197
5.3聚合物鋰離子電池198
5.3.1主要特點198
5.3.2基本結(jié)構(gòu)198
5.3.3主要性能200
習(xí)題與思考題200
第6章燃料電池202
6.1燃料電池概述202
6.1.1發(fā)展歷史202
6.1.2主要特點與分類203
6.1.3基本組成與工作原理205
6.1.4燃料電池系統(tǒng)205
6.2燃料電池的性能207
6.2.1電動勢207
6.2.2理論效率208
6.2.3極化行為208
6.2.4實際效率209
6.2.5其他性能209
6.3堿性燃料電池210
6.3.1工作原理211
6.3.2基本結(jié)構(gòu)211
6.3.3CO2的毒化與吸收215
6.4磷酸燃料電池216
6.4.1工作原理217
6.4.2基本結(jié)構(gòu)218
6.4.3PAFC發(fā)電系統(tǒng)220
6.4.4工作條件對電池性能的影響222
6.5熔融碳酸鹽燃料電池223
6.5.1工作原理224
6.5.2基本結(jié)構(gòu)225
6.5.3MCFC發(fā)電系統(tǒng)228
6.5.4工作條件對電池性能的影響229
6.6固體氧化物燃料電池230
6.6.1工作原理231
6.6.2基本結(jié)構(gòu)232
6.6.3SOFC電池組242
6.6.4SOFC發(fā)電系統(tǒng)245
6.7質(zhì)子交換膜燃料電池247
6.7.1工作原理247
6.7.2基本結(jié)構(gòu)248
6.7.3水與熱的管理256
6.7.4電池性能260
6.7.5電池系統(tǒng)262
6.7.6應(yīng)用前景264
習(xí)題與思考題265
第7章一次電池267
7.1鋅錳電池268
7.1.1工作原理268
7.1.2基本構(gòu)造270
7.1.3型號規(guī)格272
7.1.4主要性能273
7.1.5使用維護(hù)276
7.2鋅氧化銀(原)電池277
7.2.1工作原理277
7.2.2基本結(jié)構(gòu)277
7.2.3工作特性278
7.2.4型號尺寸278
7.3鋰(原)電池279
7.3.1鋰二氧化錳電池280
7.3.2鋰二氧化硫電池283
7.3.3鋰亞硫酰氯電池286
7.3.4鋰碘電池292
7.3.5鋰氧化銅電池294
7.3.6使用維護(hù)296
習(xí)題與思考題297
第8章其他化學(xué)電源298
8.1金屬空氣電池298
8.1.1鋅空氣電池299
8.1.2鋁空氣電池305
8.1.3鎂空氣電池310
8.2電化學(xué)電容器313
8.2.1工作原理314
8.2.2基本結(jié)構(gòu)315
8.2.3主要特性315
8.2.4注意事項317
8.3氧化還原液流電池318
8.3.1工作原理318
8.3.2基本結(jié)構(gòu)319
8.3.3主要特性319
習(xí)題與思考題321
參考文獻(xiàn)322
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