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目录1

序言1

前言1

第一章 概论1

1.1　化学电源的定义和组成1

1.1.1　定义1

1.1.2　组成1

1.1.3　表示法4

1.2　化学电源的分类4

1.3　化学电源的性能6

1.3.1 电动势6

1.3.2　开路电压7

1.3.3　工作电压和内阻7

1.3.4 充电电压10

1.3.5 电容量及其影响因素12

1.3.6　比能量和比功率18

1.3.7　贮存性能和自放电19

1.3.8　寿命20

1.4　化学电源的选择和应用21

1.4.1　选择21

1.4.2　应用23

第二章　理论基础25

2.1　引言25

2.2　界面双电层和电位的生成27

2.3　伽伐尼电池的热力学30

2.3.1 体系能量变换30

2.3.2 电极电位31

2.3.3 E与浓度的关系32

2.3.4 E与温度和压力的关系34

2.4.1 电流和反应速率35

2.4　电极过程35

2.4.2 极化损失37

2.4.3欧姆电位降38

2.4.4 电极过程动力学和电极极化损失40

2.4.5 电荷迁移动力学40

2.4.6　浓差过电位47

第三章　锌银电池51

3.1　特性和用途51

3.1.1 发展简史51

3.1.2 分类52

3.1.3 电池性能52

3.1.4　特点61

3.1.5 用途62

3.2.1 锌负极63

3.2　化学原理63

3.2.2　氧化银正极68

3.2.3 电池反应73

3.2.4 电池热力学74

3.3　锌银电池结构和制造75

3.3.1 电池结构75

3.3.2 电池制造76

3.4　锌银扣式电池92

3.5　人工激活锌银二次电池组94

3.5.1 结构和组成94

3.5.2　寿命95

3.6　自动激活锌银一次电池组99

3.6.1　结构和组成100

3.6.2 电极组件100

3.6.3　电解液贮存器101

3.6.4　加热器103

3.7　发展前景104

第四章　镉镍电池106

4.1　特性和用途106

4.1.1　发展简史106

4.1.2　分类107

4.1.3　性能特点109

4.1.4　用途116

4.2　化学原理117

4.2.1　成流反应117

4.2.2 电极电位和电动势118

4.2.3 氧化镍电极的工作原理118

4.2.4　镉电极的工作原理122

4.2.5 密封镉镍电池工作原理123

4.3.1 有极板盒式镉镍电池128

4.3　矩形开口式锅镍电池128

4.3.2 全烧结镉镍电池138

4.3.3　半烧结镉镍电池150

4.3.4　典型电池设计155

4.4　圆柱形密封镉镍电池157

4.4.1 电池结构158

4.4.2 电池制选161

4.4.3 电池性能165

4.4.4 池型号和尺寸171

4.5　全密封镉镍电池173

4.5.1 电池结构173

4.5.2 电池制造175

4.5.3电池性能182

4.5.4 电池组设计及使用维护194

4.5.5　航天应用及发展趋势202

4.6　使用维护206

4.6.1　注意事项206

4.6.2 使用前检查与准备206

4.6.3　充电电源的选择208

4.6.4　充电208

4.6.5　放电208

4.6.6 电池活化209

4.6.7 电解液更换211

4.6.8　贮存211

4.6.9 常见故障及处理方法213

4.6.10　电池的失效213

第五章　氢镍电池218

5.1　特性和用途218

5.2　化学原理220

5.2.1 正常充电和放电221

5.2.2　过充电222

5.2.3　过放电222

5.2.4 自放电222

5.3　单体电池的结构和制造222

5.3.1 基本组成和结构223

5.3.2 设计中需考虑的几个技术问题231

5.3.3　实例232

5.4　电池组的结构和制造238

5.4.1　NTS-2电池组238

5.4.2　INTELSATⅤ电池组241

5.5　性能参数242

5.5.1 电压242

5.5.2 容量244

5.5.3 充电和放电过程中的温度变化244

5.5.4　气体压力247

5.5.5 自放电248

5.5.6　工作寿命249

5.6　发展前景250

第六章　热激活电池253

6.1　特性和用途253

6.2　化学原理254

6.3　电池结构和激活方法255

6.3.1 杯型结构256

6.3.2　片型结构256

6.3.3 电池组结构258

6.3.4　激活方式258

6.4　电池制造259

6.4.1　Ca/PbSO4杯型热电池259

6.4.2　Mg/V2O5热电池266

6.4.3　Ca/CaCrO4热电池270

6.4.4 缓冲片、加热片、保温材料的性能及制造277

6.4.5 热电池制造所需设备、仪器284

6.5　锂系热电池289

6.5.1　Li（Al）／FeS2热电池290

6.5.2　Li（Si）／FeS2热电池296

6.5.3 Li（B）／FeS2热电池304

6.6　质量控制和可靠性305

6.7　发展前景306

第七章　锂电池308

7.1　特性和用途308

7.1.1　发展简史308

7.1.2　分类309

7.1.3　特性313

7.1.4　用途323

7.2.1　锂负极324

7.2　结构组成324

7.2.2　正极物质326

7.2.3　电解液326

7.3　Li/MnO2电池329

7.4　Li／（CFx）n电池335

7.5　Li/CuO电池340

7.6 Li/Bi2O3，Li/Pb3O4、Li/Bi2Pb2O5电池347

7.7　Li/Ag2CrO4电池353

7.8　Li/SO2电池356

7.9　Li/SOCl2、Li/SO2Cl2电池362

7.9.1　Li/SOCl2电池362

7.9.2　Li/SO2Cl2电池382

7.10　Li/I2电池383

7.11　Li/FeS2电池386

7.12　Li/MoS2电池388

7.13　锂贮备电池390

7.14　锂水电池394

7.15　发展前景397

第八章　水激活电池401

8.1　特性和用途401

8.2　化学原理402

8.3　电池结构405

8.3.1　浸没型406

8.3.2　浸润型407

8.3.3　自流型408

8.3.4　控流型409

8.3.5 隙漏电流及抑制411

8.4　电池制造和性能412

8.4.1　负极413

8.4.2　正极418

8.4.3　电池组421

8.5　发展前景440

第九章　锌空（氧）电池442

9.1　特性和用途442

9.1.1　发展简史442

9.1.2　分类443

9.1.3　电池特性445

9.1.4　用途446

9.2　化学原理446

9.2.1 电池反应446

9.2.2 电池电动势446

9.2.3　氧电极447

9.2.4　锌电极452

9.3.1　Edison Carbonaire电池453

9.3　电池结构453

9.3.2　锌空电池456

9.3.3　扣式锌空电池458

9.3.4 密封锌氧二次电池465

9.4　电池制造467

9.4.1　多孔锌电极467

9.4.2　气体扩散电极468

9.5　使用维护474

9.6　发展前景475

第十章　钠硫电池479

10.1　基本原理和特性479

10.2　Beta氧化铝固体电解质482

10.3　电池结构484

10.3.1　片状电池484

10.3.2　管状电池485

10.4.1　Beta氧化铝管制造487

10.4　固体电解质和电池制造487

10.4.2　单体电池制造488

10.5　电池性能490

10.5.1 电池内阻490

10.5.2 电池充放电特性492

10.5.3 电池寿命及其影响因素493

10.6　电池组性能494

10.6.1 电动车电池组494

10.6.2　贮能电池组497

10.7　发展前景497

第十一章　燃料电池504

11.1　特性和用途504

11.1.1 发展简史504

11.1.2　特性505

11.1.3　用途509

11.2　化学原理和分类原则510

11.2.1　化学原理510

11.2.2　分类与组合515

11.3　中低功率燃料电池524

11.3.1 培根型氢氧燃料电池525

11.3.2 离子交换膜氢氧燃料电池540

11.3.3　石棉膜氢氧燃料电池552

11.4　高功率燃料电池556

11.4.1 磷酸燃料电池557

11.4.2　熔融碳酸盐燃料电池565

11.4.3 高温固体氧化物燃料电池572

11.5　可靠性579

11.6　发展前景581

附录　化学电源常用名词术语中英对照584