內容提要
本書是我國**部全面系統(tǒng)論述化學電源優(yōu)化設計的專著。作者本著指導生產、服務生產的宗旨，通過總結電池行業(yè)的相關研究成果以及作者多年來與工廠合作的經驗，著重介紹了化學電源設計中的相關理論、設計原則及一般的計算方法。同時，以常規(guī)電池為例，對設計方法、步驟進行了全面詳細闡述。此外還介紹了化學電源殼體材料、隔膜材料的選擇原則以及清潔生產等重要知識與技術。
本書可供研究院所和企業(yè)的科研人員、技術人員參考閱讀，也可供高校相關專業(yè)師生學習使用。
本書共分7章，**章主要論述了化學電源發(fā)展現(xiàn)狀、設計現(xiàn)狀、設計的現(xiàn)實意義、化學電源設計含義與分類等；第2章主要介紹了化學電源的基本組成、分類、相關要求及基本性能等；第3章主要從設計的角度出發(fā)介紹了法拉第定律及其應用，電池熱力學、動力學理論及其應用，表界面現(xiàn)象及其應用，電池組合原理等；第4章主要介紹了化學電源設計的**目標與實現(xiàn)、設計的基本程序、設計前的準備、設計的一般步驟等；第5章主要介紹了化學電源中的隔膜、殼體材料與選擇原則；第6章主要介紹常用電池(鉛酸、鎘鎳、鋅錳、鋰離子等電池系列)的設計舉例；第7章主要介紹電池行業(yè)的清潔生產。
**章 緒 論
1.1 化學電源發(fā)展現(xiàn)狀
1.2 化學電源設計概述
1.2.1 化學電源設計的含義
1.2.2 化學電源設計分類
1.2.3 化學電源設計定位
1.2.4 化學電源設計的評價
1.2.5 化學電源設計的地位和作用
第2章 化學電源概述
2.1 化學電源的組成
2.1.1 電極
2.1.2 電解質
2.1.3 隔膜
2.1.4 外殼
2.2 電池的分類
2.3 化學電源的工作原理
2.4 化學電源的基本性能
2.4.1 原電池的電動勢
2.4.2 電池的開路電壓
2.4.3 電池的工作電壓
2.4.4 電池的內阻
2.4.5 電池的容量
2.4.6 電池的能量
2.4.7 電池的功率
2.4.8 電池的貯存性能
2.4.9 電池的壽命
第3章 化學電源設計中的相關理論
3.1 化學電源中的電傳導
3.1.1 電子導體的導電機理
3.1.2 電解質溶液概述
3.2 法拉第定律及其應用
3.2.1 法拉第定律
3.2.2 二次電池充電時的電量(流)效率——充電效率
3.2.3 電池放電時的電量效率——活性物質的利用率
3.2.4 法拉第在容量設計中的應用
3.2.5 法拉第定律在電池串聯(lián)組合中的應用
3.3 電化學熱力學基礎
3.3.1 可逆電池
3.3.2 可逆電極
3.3.3 電極-pH圖
3.4 電化學動力學基礎
3.4.1 不可逆的電極過程
3.4.2 金屬的陽極過程
3.5 電池設計中的表界面現(xiàn)象與應用
3.5.1 表界面的含義與分類
3.5.2 液體表面
3.5.3 固體表面
3.5.4 高分散體系的表面能
3.5.5 固－液界面現(xiàn)象
3.5.6 電極／溶液界面的雙電層現(xiàn)象
3.6 電池組合原理
3.6.1 電池的串聯(lián)
3.6.2 電池的并聯(lián)
3.6.3 電池的復聯(lián)(串并聯(lián))
第4章 化學電源設計過程
4.1 電池設計的**目標與實現(xiàn)
4.1.1 電池設計的**目標
4.1.2 電池設計**目標的實現(xiàn)
4.2 電池設計的基本程序
4.2.1 綜合分析
4.2.2 性能設計
4.2.3 結構設計
4.2.4 安全性設計
4.3 電池設計前的準備
4.3.1 材料來源
4.3.2 電池特性的決定因素
4.3.3 電池性能
4.3.4工藝方面的準備
4.4電池設計的一般步驟
4.4.1 確定組合電池中單體電池數(shù)目、工作電壓和工作電流密度
4.4.2 計算電極總面積和電極數(shù)目
4.4.3 電池容量計算
4.4.4 計算電池正、負極活性物質的用量
4.4.5 電池正負極的平均厚度
4.4.6 隔膜材料的選擇與厚度、層數(shù)的確定
4.4.7 電解液的濃度與用量的確定
4.4.8 確定電池的裝配松緊度及單體電池容器尺寸
第5章 化學電源的隔膜及殼體材料
5.1 常規(guī)電池用隔膜材料
5.1.1 概述
5.1.2 鉛酸電池隔板
5.1.3 堿性蓄電池隔膜
5.1.4 鋰離子電池隔膜
5.2 化學電源的殼體材料選擇
5.2.1 化學電源對殼體材料的基本要求
5.2.2 常用電池的殼體材料
5.2.3 選用蓄電池殼體材料的原則
第6章 各類電池設計舉例
6.1 鉛酸蓄電池設計
6.1.1 電動自行車電池設計
6.1.2 啟動型鉛酸電池設計
6.1.3 牽引用鉛蓄電池設計
6.1.4 閥控式密封鉛酸電池設計中的若干問題
6.1.5 鉛蓄電池設計計算中的若干問題
6.2 鎘鎳電池設計
6.2.1 電池性能設計
6.2.2 電池結構參數(shù)設計
6.3 鋅銀電池的設計與計算
6.3.1 電壓設計
6.3.2 容量設計
6.3.3 單體電池的結構設計
6.3.4 極板組厚度的計算及裝配松緊度的選擇
6.3.5 在給定單體電池殼內電池結構參數(shù)的計算
6.3.6 電解液的設計
6.4 圓柱形單體鎳氫電池設計
6.4.1設計舉例之一
6.4.2設計舉例之二
6.5 圓柱形鋅錳電池設計計算中的若干問題
6.5.1 中性鋅錳電池正負極的理論容量及其利用率
6.5.2 中性電池正極電芯粉的配比
6.5.3 紙板電池電解液的確定
6.5.4 堿錳電池中的若干問題
6.5.5 干電池的爬液及解決方法
6.6 鋰離子電池設計
6.6.1 鋰離子電池設計概述
6.6.2 影響鋰離子電池設計的相關因素
6.6.3 鋰離子電池設計關鍵技術
6.6.4 設計基本過程
6.6.5 軟包裝鋰離子電池設計實例
第7章 電池行業(yè)的清潔生產
7.1 概述
7.2 清潔生產的含義與實施
7.2.1 清潔生產的含義
7.2.2 清潔生產的實施
7.2.3 電池行業(yè)清潔生產評價指標體系
7.3 電池生產過程中“三廢”的危害與防治措施
7.3.1 鋅錳電池系列生產過程中的“三廢”危害與防治措施
7.3.2 鉛酸電池生產過程中的“三廢”危害與防治措施
7.3.3 鎘鎳、鎳氫電池生產過程中的“三廢”危害與防治措施
7.3.4 電池污染物控制的有關規(guī)定
參考文獻
附錄一 固定型閥控密封式鉛酸蓄電池(GB／T 19638.2—2005)
附錄二 起動用鉛酸蓄電池產品品種和規(guī)格(GB／T 5008.2—2005)
附錄三 起動用鉛酸蓄電池技術條件(GB／T 5008.1—2005)
附錄四 起動用鉛酸蓄電池端子的尺寸和標記(GB／T 5008.3—2005)
附錄五 蜂窩電話用鋰離子電池總規(guī)范(GB／T 18287—2000)
附錄六 原電池**部分：總則(GB 8897.1—2003)
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