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第1章 化学电源理论基础1

1.1 化学基础知识1

1.1.1 原子和原子量1

1.1.2 分子和分子式3

1.1.3 元素和元素符号5

1.2 溶液与溶液浓度6

1.2.1 溶液6

1.2.2 溶解过程9

1.2.3 溶液的浓度10

1.2.4 溶液的配制11

1.3 电解质溶液12

1.3.1 电解质的种类12

1.3.2 离子与水分子的作用13

1.3.3 强电解质溶液的活度13

1.3.4 电解质溶液的导电15

1.4 原电池与电池的可逆性16

1.4.1 氧化还原反应16

1.4.2 原电池17

1.4.3 可逆电极19

1.4.4 电池的可逆性20

1.5 电极电位与能斯特方程21

1.5.1 电动势的形成21

1.5.2 标准电极电位24

1.5.3 浓度对电极电位的影响31

1.5.4 电极电位的能斯特方程31

1.5.5 电池电动势的能斯特方程式32

1.5.6 电极电位的应用33

1.6 电解与电解定律35

1.6.1 电解原理35

1.6.2 分解电压36

1.6.3 电极极化39

1.6.4 电解产物43

1.6.5 电解定律45

习题与思考题46

第2章 化学电源概论49

2.1 化学电源的工作原理与组成49

2.1.1 化学电源的工作原理49

2.1.2 化学电源的组成50

2.1.3 化学电源的表示方法51

2.2 化学电源的分类52

2.2.1 按电解质（液）的类型分类52

2.2.2 按活性物质的存在方式分类52

2.2.3 按电池的特点分类52

2.2.4 按电池工作性质及储存方式分类52

2.3 化学电源的应用与发展53

2.3.1 化学电源的选择53

2.3.2 化学电源的应用54

2.3.3 化学电源的发展55

2.4 化学电源的性能57

2.4.1 电动势与开路电压57

2.4.2 内阻58

2.4.3 放电电压与充电电压59

2.4.4 容量与比容量60

2.4.5 能量与比能量62

2.4.6 功率与比功率64

2.4.7 效率与寿命65

2.4.8 储存性能与自放电66

2.5 多孔电极理论67

2.5.1 多孔电极的分类67

2.5.2 多孔电极的结构特点67

2.5.3 多孔电极的行为69

2.5.4 多孔电极过程70

习题与思考题75

第3章 铅酸蓄电池76

3.1 概述76

3.1.1 铅酸蓄电池的发展史76

3.1.2 铅酸蓄电池的分类78

3.1.3 铅酸蓄电池的型号编制79

3.1.4 铅酸蓄电池的特点81

3.2 铅酸蓄电池的构造81

3.2.1 电极82

3.2.2 电解液82

3.2.3 隔板（膜）84

3.2.4 电池槽85

3.2.5 排气栓86

3.2.6 附件87

3.2.7 装配方式87

3.3 铅酸蓄电池的工作原理89

3.3.1 放电过程89

3.3.2 充电过程89

3.3.3 蓄电池密封原理90

3.4 铅酸蓄电池的性能92

3.4.1 内阻特性92

3.4.2 电压特性94

3.4.3 容量特性100

3.4.4 自放电特性105

3.4.5 寿命特性109

3.5 铅酸蓄电池的充电方法110

3.5.1 恒流充电法110

3.5.2 恒压充电法111

3.5.3 分级恒流充电法111

3.5.4 先恒流后恒压充电法112

3.5.5 限流恒压充电法112

3.5.6 快速充电112

3.5.7 浮充充电114

3.6 铅酸蓄电池的运行方式114

3.6.1 充放电运行方式114

3.6.2 全浮充运行方式115

3.6.3 半浮充运行方式117

3.7 铅酸蓄电池的失效模式118

3.7.1 极板硫化118

3.7.2 内部短路121

3.7.3 极板反极122

3.7.4 正极板栅腐蚀123

3.7.5 失水124

3.7.6 热失控125

3.7.7 负极汇流排腐蚀126

3.8 铅酸蓄电池的维护127

3.8.1 安装方法127

3.8.2 充电维护方法127

3.8.3 日常维护129

3.8.4 剩余容量的测量131

习题与思考题133

第4章 碱性蓄电池135

4.1 镉镍蓄电池135

4.1.1 概述135

4.1.2 基本组成137

4.1.3 基本结构140

4.1.4 工作原理142

4.1.5 主要性能144

4.1.6 使用与维护148

4.2 氢化物镍蓄电池153

4.2.1 概述153

4.2.2 基本结构154

4.2.3 工作原理与密封原理159

4.2.4 主要性能160

4.2.5 使用与维护163

4.3 锌银蓄电池164

4.3.1 概述164

4.3.2 基本结构167

4.3.3 工作原理168

4.3.4 主要性能169

4.3.5 使用与维护174

习题与思考题180

第5章 锂离子电池182

5.1 概述182

5.1.1 发展历史182

5.1.2 分类与特点184

5.1.3 应用前景186

5.2 液态锂离子电池187

5.2.1 基本结构187

5.2.2 工作原理194

5.2.3 主要性能195

5.2.4 使用与维护197

5.3 聚合物锂离子电池198

5.3.1 主要特点198

5.3.2 基本结构198

5.3.3 主要性能200

习题与思考题200

第6章 燃料电池202

6.1 燃料电池概述202

6.1.1 发展历史202

6.1.2 主要特点与分类203

6.1.3 基本组成与工作原理205

6.1.4 燃料电池系统205

6.2 燃料电池的性能207

6.2.1 电动势207

6.2.2 理论效率208

6.2.3 极化行为208

6.2.4 实际效率209

6.2.5 其他性能209

6.3 碱性燃料电池210

6.3.1 工作原理211

6.3.2 基本结构211

6.3.3 CO2的毒化与吸收215

6.4 磷酸燃料电池216

6.4.1 工作原理217

6.4.2 基本结构218

6.4.3 PAFC发电系统220

6.4.4 工作条件对电池性能的影响222

6.5 熔融碳酸盐燃料电池223

6.5.1 工作原理224

6.5.2 基本结构225

6.5.3 MCFC发电系统228

6.5.4 工作条件对电池性能的影响229

6.6 固体氧化物燃料电池230

6.6.1 工作原理231

6.6.2 基本结构232

6.6.3 SOFC电池组242

6.6.4 SOFC发电系统245

6.7 质子交换膜燃料电池247

6.7.1 工作原理247

6.7.2 基本结构248

6.7.3 水与热的管理256

6.7.4 电池性能260

6.7.5 电池系统262

6.7.6 应用前景264

习题与思考题265

第7章 一次电池267

7.1 锌锰电池268

7.1.1 工作原理268

7.1.2 基本构造270

7.1.3 型号规格272

7.1.4 主要性能273

7.1.5 使用维护276

7.2 锌氧化银（原）电池277

7.2.1 工作原理277

7.2.2 基本结构277

7.2.3 工作特性278

7.2.4 型号尺寸278

7.3 锂（原）电池279

7.3.1 锂二氧化锰电池280

7.3.2 锂二氧化硫电池283

7.3.3 锂亚硫酰氯电池286

7.3.4 锂碘电池292

7.3.5 锂氧化铜电池294

7.3.6 使用维护296

习题与思考题297

第8章 其他化学电源298

8.1 金属空气电池298

8.1.1 锌空气电池299

8.1.2 铝空气电池305

8.1.3 镁空气电池310

8.2 电化学电容器313

8.2.1 工作原理314

8.2.2 基本结构315

8.2.3 主要特性315

8.2.4 注意事项317

8.3 氧化还原液流电池318

8.3.1 工作原理318

8.3.2 基本结构319

8.3.3 主要特性319

习题与思考题321

参考文献322