化學電源（第二版）

《化學電源(第二版)》是2019年1月化學工業出版社出版的圖書，作者是程新群。

基本介紹

• 書名：化學電源(第二版)
• 作者：程新群
• ISBN：9787122327789
• 頁數：308頁
• 定價：48元
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2019年1月
• 裝幀：平裝
• 開本：16開

內容簡介

《化學電源（第二版）》共13章，包括電化學理論基礎、化學電源概論、鋅錳電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、金屬氰化物鎳電池、鋅氧化銀電池、鋰電池、鋰離子電池、燃料電池、金屬空氣電池、電化學電容器以及電極材料與電池性能測試技術。

《化學電源（第二版）》注重理論聯繫實際，既適合高等學校相關專業作為教材使用，也適合相關工程技術人員作為參考。

圖書目錄

第1章電化學理論基礎1

1.1電極電勢與電池電動勢1

1.1.1電極/溶液界面的結構1

1.1.2絕對電極電勢與相對電極電勢3

1.1.3電極電勢和電池電動勢4

1.1.4電池電動勢與溫度和壓力的關係6

1.2電化學反應的特點及研究方法7

1.2.1電化學反應的特點7

1.2.2電化學反應基本概念8

1.2.3極化曲線及其測量方法9

1.2.4電極過程特徵及研究方法11

1.3電化學步驟動力學12

1.3.1電極電勢對反應速率的影響12

1.3.2穩態極化的動力學公式14

1.3.3多電子轉移過程16

1.4液相傳質過程動力學17

1.4.1液相傳質的方式17

1.4.2穩態擴散過程18

1.4.3電化學步驟不可逆時的穩態擴散21

1.5氣體電極過程21

1.5.1氫析出電極過程22

1.5.2氧電極過程23

第2章化學電源概論25

2.1化學電源的發展25

2.2化學電源的分類26

2.3化學電源的工作原理及組成26

2.3.1化學電源的工作原理26

2.3.2化學電源的組成27

2.4化學電源的電性能28

2.4.1電池的電動勢28

2.4.2電池的開路電壓29

2.4.3電池的內阻29

2.4.4電池的工作電壓29

2.4.5電池的容量與比容量31

2.4.6電池的能量與比能量35

2.4.7電池的功率與比功率36

2.4.8電池的儲存性能與自放電37

2.4.9循環壽命38

2.5化學電源中的多孔電極38

2.5.1多孔電極的意義38

2.5.2兩相多孔電極39

2.5.3三相多孔電極42

第3章鋅錳電池49

3.1概述49

3.2二氧化錳電極50

3.2.1二氧化錳陰極還原的初級過程50

3.2.2二氧化錳陰極還原的次級過程51

3.2.3二氧化錳陰極還原的控制步驟52

3.3鋅電極52

3.3.1鋅電極的陽極氧化過程52

3.3.2鋅電極的鈍化52

3.3.3鋅電極的自放電53

3.4鋅錳電池材料54

3.4.1二氧化錳材料54

3.4.2鋅材料56

3.4.3電解質57

3.4.4隔膜57

3.4.5導電材料57

3.4.6鋅膏凝膠劑58

3.5鋅錳電池製造工藝58

3.5.1糊式鋅錳電池58

3.5.2紙板電池58

3.5.3疊層鋅錳電池61

3.5.4鹼性鋅錳電池61

3.5.5可充鹼性鋅錳電池63

3.6鋅錳電池的主要性能64

3.6.1開路電壓與工作電壓64

3.6.2歐姆內阻、短路電流和負荷電壓65

3.6.3容量及其影響因素65

3.6.4儲存性能66

3.6.5高溫性能和低溫性能66

第4章鉛酸蓄電池67

4.1概述67

4.1.1鉛酸蓄電池的發展67

4.1.2鉛酸蓄電池的結構68

4.1.3鉛酸蓄電池的用途69

4.1.4鉛酸蓄電池的特點69

4.2鉛酸蓄電池的熱力學基礎69

4.2.1電池反應、電動勢69

4.2.2鉛-硫酸水溶液的電勢-pH圖70

4.3板柵73

4.3.1板柵合金73

4.3.2鉛板柵的腐蝕75

4.4二氧化鉛正極76

4.4.1二氧化鉛的多晶現象76

4.4.2二氧化鉛顆粒的凝膠-晶體形成理論76

4.4.3正極活性物質的反應機理77

4.5鉛負極78

4.5.1鉛負極的反應機理78

4.5.2鉛負極的鈍化79

4.5.3負極活性物質的收縮與添加劑79

4.5.4鉛負極的自放電79

4.5.5鉛負極的不可逆硫酸鹽化81

4.5.6高倍率部分荷電狀態下鉛負極的硫酸鉛積累81

4.6鉛酸蓄電池的電性能82

4.6.1鉛酸蓄電池的電壓與充放電特性82

4.6.2鉛酸蓄電池的容量及其影響因素82

4.6.3鉛酸蓄電池的失效模式和循環壽命84

4.6.4鉛酸電池的充電接受能力84

4.7鉛酸蓄電池製造工藝原理85

4.7.1板柵製造85

4.7.2鉛粉製造85

4.7.3鉛膏的配製86

4.7.4生極板的製造87

4.7.5極板化成87

4.7.6電池裝配90

4.8鉛炭電池90

4.8.1鉛炭電池的結構原理91

4.8.2鉛炭負極及碳材料93

4.8.3鉛炭電池正極活性物質94

4.8.4鉛炭電池的性能特點與套用領域94

第5章鎘鎳電池96

5.1概述96

5.2鎘鎳電池的工作原理97

5.2.1成流反應97

5.2.2電極電勢與電動勢97

5.3氧化鎳電極97

5.3.1氧化鎳電極的反應機理97

5.3.2氧化鎳電極的添加劑99

5.3.3氧化鎳電極材料100

5.4鎘電極101

5.4.1反應機理101

5.4.2鎘電極的鈍化與聚結102

5.4.3鎘電極的充電效率與自放電102

5.4.4鎘電極材料102

5.5密封鎘鎳電池103

5.5.1密封原理103

5.5.2密封措施103

5.6鎘鎳電池的電性能105

5.6.1充放電曲線105

5.6.2記憶效應106

5.6.3循環壽命106

5.6.4自放電107

5.7鎘鎳電池的製造工藝107

5.7.1有極板盒式電極的製造107

5.7.2燒結式電極的製造108

5.7.3黏結式電極的製造111

5.7.4發泡式電極的製造111

5.7.5纖維式電極的製造112

5.7.6電沉積鎘電極的製造112

5.7.7密封鎘鎳電池的製造113

第6章金屬氫化物鎳電池114

6.1概述114

6.2MH-Ni電池的工作原理與特點114

6.2.1MH-Ni電池的工作原理114

6.2.2MH-Ni電池的密封115

6.2.3金屬氫化物-鎳電池的特點116

6.3儲氫合金電極116

6.3.1儲氫合金的性質116

6.3.2儲氫合金電極的電化學容量118

6.3.3儲氫合金的分類118

6.3.4AB5型儲氫合金119

6.3.5AB2型儲氫合金120

6.3.6儲氫合金的製備121

6.3.7儲氫合金電極的製造122

6.3.8儲氫合金電極的性能衰減122

6.3.9儲氫合金的表面處理技術123

6.4MH-Ni電池的性能123

6.4.1MH-Ni電池充放電特性123

6.4.2溫度特性124

6.4.3內壓124

6.4.4自放電特性125

6.4.5循環壽命125

第7章鋅氧化銀電池126

7.1概述126

7.2鋅氧化銀電池的工作原理127

7.2.1電極反應127

7.2.2電極電勢與電動勢127

7.3氧化銀電極128

7.3.1充放電曲線128

7.3.2氧化銀電極的自放電130

7.4鋅負極132

7.4.1鋅的陽極鈍化132

7.4.2鋅的陰極沉積過程134

7.5鋅氧化銀電池的電化學性能134

7.5.1放電特性134

7.5.2鋅銀電池的循環壽命135

7.6鋅銀電池結構與製造工藝137

7.6.1電極製備137

7.6.2隔膜和電解液139

7.6.3電池裝配140

第8章鋰電池142

8.1概述142

8.1.1鋰電池的發展與特點142

8.1.2鋰電池分類143

8.2鋰電池的電極與電解液144

8.2.1正極材料144

8.2.2鋰負極144

8.2.3電解液145

8.3Li-MnO2電池149

8.3.1Li-MnO2電池的特點及基本原理149

8.3.2Li-MnO2電池的結構與製備150

8.3.3Li-MnO2電池特性151

8.4Li-SOCl2電池152

8.4.1特點及基本原理152

8.4.2Li-SOCl2電池的組成和結構153

8.4.3Li-SOCl2電池的電化學特性154

8.5Li-SO2電池155

8.5.1基本原理155

8.5.2Li-SO2電池結構與製造工藝155

8.5.3Li-SO2電池特性156

8.6Li-(CFx)n電池157

8.6.1Li-(CFx)n電池原理與基本特點157

8.6.2反應機制158

8.6.3發展趨勢與前景159

8.7Li-I2電池159

8.8可充電金屬鋰負極160

8.8.1金屬鋰負極存在的問題160

8.8.2鋰枝晶的生成原理161

8.8.3金屬鋰負極的結構最佳化163

8.8.4電解液的最佳化164

8.8.5金屬鋰負極的固體電解質界面最佳化165

8.8.6金屬鋰負極展望166

8.9Li-S電池166

8.9.1Li-S電池特點及基本原理166

8.9.2Li-S電池面臨的主要挑戰168

8.9.3硫電極169

8.9.4Li-S電池電解液169

第9章鋰離子電池171

9.1概述171

9.1.1鋰離子電池的發展史171

9.1.2鋰離子電池的工作原理171

9.1.3鋰離子電池的特點和套用172

9.2鋰離子電池的正極材料173

9.2.1鈷酸鋰173

9.2.2錳酸鋰174

9.2.3鎳酸鋰176

9.2.4磷酸亞鐵鋰176

9.2.5其他正極材料177

9.3鋰離子電池的負極材料178

9.3.1碳素材料178

9.3.2合金負極材料179

9.3.3其他負極材料181

9.4鋰離子電池的電解液181

9.4.1有機溶劑182

9.4.2電解質鹽183

9.4.3電解液添加劑184

9.5聚合物鋰離子電池185

9.5.1聚合物鋰離子電池的特點185

9.5.2聚合物鋰離子電池的結構185

9.6鋰離子電池的製造工藝186

9.6.1極片製造186

9.6.2電池的裝配187

9.6.3聚合物鋰離子電池的製造188

9.7鋰離子電池的性能189

9.7.1充放電性能190

9.7.2安全性190

9.7.3自放電與儲存性能193

9.7.4使用和維護193

第10章燃料電池195

10.1燃料電池概述195

10.1.1燃料電池的發展歷史195

10.1.2燃料電池的工作原理195

10.1.3燃料電池的工作特點197

10.1.4燃料電池的類型197

10.1.5燃料電池系統的組成198

10.1.6燃料電池的套用199

10.2燃料電池的熱力學基礎200

10.2.1燃料電池電動勢200

10.2.2燃料電池的理論效率201

10.3燃料電池的電化學動力學基礎201

10.3.1燃料電池的極化行為201

10.3.2燃料電池的電極反應機理202

10.3.3燃料電池的實際效率205

10.4燃料電池所用的燃料205

10.4.1氫氣燃料的製備206

10.4.2氫氣燃料的淨化208

10.4.3氫氣燃料的儲存209

10.4.4其他燃料210

10.5鹼性燃料電池211

10.5.1簡介211

10.5.2鹼性燃料電池的工作原理211

10.5.3鹼性燃料電池組件及其材料212

10.5.4鹼性燃料電池的排水213

10.5.5鹼性燃料電池的性能及其影響因素213

10.6磷酸燃料電池215

10.6.1簡介215

10.6.2磷酸燃料電池的工作原理215

10.6.3磷酸燃料電池的組成和材料215

10.6.4磷酸燃料電池的排水和排熱218

10.6.5磷酸燃料電池性能219

10.7熔融碳酸鹽燃料電池222

10.7.1簡介222

10.7.2熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理223

10.7.3電解質和隔膜223

10.7.4電極225

10.7.5雙極板226

10.7.6熔融碳酸鹽燃料電池性能226

10.8固體氧化物燃料電池227

10.8.1簡介227

10.8.2固體氧化物燃料電池的工作原理228

10.8.3電解質229

10.8.4電極229

10.8.5雙極板230

10.8.6電池結構類型230

10.8.7燃料電池性能232

10.9質子交換膜燃料電池232

10.9.1簡介232

10.9.2質子交換膜燃料電池的工作原理232

10.9.3質子交換膜233

10.9.4催化劑和電極234

10.9.5雙極板和流場235

10.9.6水管理236

10.9.7質子交換膜燃料電池的性能237

10.10直接醇類燃料電池237

10.10.1簡介237

10.10.2直接甲醇燃料電池的工作原理237

10.10.3甲醇氧化和電催化劑238

10.10.4質子交換膜239

10.10.5直接甲醇燃料電池的性能239

10.11可再生燃料電池240

10.11.1簡介240

10.11.2可逆再生燃料電池的工作原理241

10.11.3氫電極催化劑241

10.11.4氧電極催化劑242

第11章金屬空氣電池243

11.1鋅空氣電池244

11.1.1概述244

11.1.2鋅空氣電池工作原理245

11.1.3鋅空氣電池的空氣電極245

11.1.4鋅空氣電池的鋅電極248

11.1.5鋅空氣電池的性能與限制因素250

11.2鋁空氣電池252

11.2.1中性電解液鋁空氣電池252

11.2.2鹼性電解液鋁空氣電池253

11.2.3鋁電極253

11.3鋰空氣電池254

11.3.1鋰空氣電池的特點及工作原理254

11.3.2鋰空氣電池的空氣電極255

11.3.3鋰空氣電池的電解液256

11.3.4鋰空氣電池的鋰負極257

第12章電化學電容器258

12.1概述258

12.2電化學電容器與電池的比較258

12.2.1能量的存儲形式258

12.2.2電容器和電池的電能存儲模式比較258

12.2.3電化學電容器和電池運行機理的比較259

12.2.4電化學電容器與電池能量密度的差別259

12.2.5電化學電容器和電池充放電曲線的比較260

12.2.6電化學電容器和電池循環伏安性能的比較260

12.3雙電層電容及碳材料262

12.3.1雙電層模型及其結構262

12.3.2雙層電容和理想極化電極264

12.3.3非水電解質中雙層的行為和非水電解質電容器264

12.3.4用於電化學電容器的碳材料265

12.3.5關於碳材料的雙層電容266

12.3.6影響碳材料電容性能的因素267

12.4法拉第準電容及氧化釕材料269

12.4.1準電容(CΦ)和雙層電容(Cdl)的區分方法269

12.4.2用於電化學電容器的氧化釕(RuO2)材料270

12.4.3氧化釕的製備、充放電機理及電化學行為270

12.4.4其他氧化物膜表現的氧化還原準電容行為272

12.5導電聚合物膜的電容行為273

12.5.1概述273

12.5.2導電聚合物與準電容有關的行為及循環伏安曲線的形式275

12.5.3以導電聚合物為活性材料的電容器系統的分類276

12.6影響電容器性能的電解質因素278

12.6.1水性電解質278

12.6.2非水電解質278

12.7製備技術及評價方法279

12.7.1用於碳基電容器電極的製備280

12.7.2基於RuOx的電容器電極的製備281

12.7.3電容器的裝配281

12.7.4電化學電容器的實驗性評價282

第13章電極材料與電池性能測試284

13.1電極材料的電化學測試體系284

13.1.1三電極體系284

13.1.2複合粉末電極技術284

13.1.3粉末微電極技術285

13.2電勢階躍法286

13.2.1小幅度電勢階躍法286

13.2.2極限擴散控制下的電勢階躍法287

13.2.3電勢階躍法測定電極中反應物質的固相擴散係數289

13.3循環伏安法290

13.3.1可逆電極體系的循環伏安曲線290

13.3.2不可逆電極體系的循環伏安曲線290

13.3.3電池中循環伏安法的套用291

13.3.4循環伏安法測定電極中反應物質的固相擴散係數291

13.4電化學阻抗譜技術292

13.4.1電化學極化和濃差極化同時存在時的電化學阻抗譜292

13.4.2電化學阻抗譜的解析293

13.4.3電池中電化學阻抗譜的套用294

13.5電池性能測試方法296

13.5.1充放電性能與容量測試296

13.5.2循環性能測試298

13.5.3自放電與儲存性能測試299

13.5.4內阻測試299

13.5.5內壓測試300

13.5.6溫度特性測試300

13.5.7安全性能測試301

參考文獻302