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第1部分 工作原理2

第1章 基本概念2

1.1 电池和电池组的组成2

1.2 电池和电池组的分类3

1.2.1 原电池（或一次电池）和原电池组3

1.2.2 蓄电池（或二次电池）和蓄电池组3

1.2.3 贮备电池4

1.2.4 燃料电池4

1.3 电池工作5

1.3.1 放电5

1.3.2 充电5

1.3.3 具体实例：镉／镍电池6

1.3.4 燃料电池6

1.4 电池的理论电压、容量和能量6

1.4.1 自由能6

1.4.2 理论电压6

1.4.3 理论容量（电量）7

1.4.4 理论能量8

1.5 实际电池组的质量比能量和体积比能量11

1.6 质量比能量和体积比能量上限12

参考文献13

第2章 电化学原理和反应14

2.1 引言14

2.2 热力学基础15

2.3 电极过程17

2.4 双电层电容和离子吸附20

2.5 电极表面的物质传输24

2.5.1 浓差极化25

2.5.2 多孔电极25

2.6 电分析技术26

2.6.1 循环伏安法26

2.6.2 计时电位法29

2.6.3 电化学阻抗谱法30

2.6.4 极谱法32

2.6.5 电极33

参考文献35

参考书目37

第3章 影响电池性能的因素39

3.1 一般性能39

3.2 影响电池性能的因素39

3.2.1 电压水准39

3.2.2 放电电流40

3.2.3 放电模式（恒电流、恒电阻、恒功率）42

3.2.4 不同放电模式下电池性能评估实例43

3.2.5 放电期间电池的温度45

3.2.6 使用寿命46

3.2.7 放电类型（连续、间歇等）46

3.2.8 电池循环工作制度（间歇和脉冲放电）47

3.2.9 电压稳定性49

3.2.10 充电电压50

3.2.11 电池和电池组设计50

3.2.12 电池的贮存条件与贮存寿命53

3.2.13 电池设计的影响53

参考文献54

第4章 电池标准55

4.1 概述55

4.2 国际标准56

4.3 标准概念57

4.4 IEC和ANSI命名法58

4.4.1 原电池58

4.4.2 蓄电池59

4.5 极端60

4.6 电性能61

4.7 标识62

4.8 ANSI和IEC标准的对照62

4.9 IEC标准圆形原电池63

4.10 标准SLI和其他铅酸蓄电池64

4.11 法规与安全性标准70

参考文献71

第5章 电池组设计73

5.1 概述73

5.2 消除潜在安全问题的设计73

5.2.1 对原电池充电74

5.2.2 防止电池组短路75

5.2.3 反极75

5.2.4 单体电池和电池组外部充电保护76

5.2.5 设计锂原电池组需要考虑的特殊事项76

5.3 分立电池组的安全措施77

5.3.1 防止电池组插入错误的设计77

5.3.2 电池尺寸78

5.4 电池组构造79

5.4.1 单体电池间的连接79

5.4.2 电池封装80

5.4.3 壳体设计81

5.4.4 极柱和接触材料81

5.5 可充电电池组设计82

5.5.1 充电控制82

5.5.2 放电／充电控制事例83

5.5.3 锂离子电池84

5.6 电能管理和显示——智能电池84

5.6.1 智能电池系统85

5.7 指导方针87

参考文献88

第6章 电池选择与应用89

6.1 一般特性89

6.2 选择电池的要点89

6.3 电池应用90

6.3.1 电池应用概述90

6.3.2 便携式应用、工业应用和电动车应用92

6.4 便携式应用93

6.4.1 概述93

6.4.2 便携式设备用电池的特性94

6.4.3 成本效率96

6.4.4 其他性能比较99

6.4.5 选择便携式设备用电池标准102

参考文献103

第2部分 原电池106

第7章 原电池概述106

7.1 原电池的通性和应用106

7.2 原电池的种类和特性107

7.2.1 原电池的特性107

7.3 原电池系列的工作特性比较110

7.3.1 概述110

7.3.2 电压和放电曲线113

7.3.3 比能量和比功率113

7.3.4 有代表性的原电池的性能比较114

7.3.5 放电负载及循环工作制度的影响116

7.3.6 温度的影响117

7.3.7 原电池的贮存寿命118

7.3.8 成本118

7.4 原电池的再充电119

第8章 锌／二氧化锰干电池（氯化铵和氯化锌体系）120

8.1 一般性能120

8.2 化学原理122

8.3 电池和电池组类型123

8.3.1 氯化铵型锌／二氧化锰电池123

8.3.2 氯化锌型电池123

8.4 结构124

8.4.1 圆柱形电池结构124

8.4.2 反极式圆柱形电池126

8.4.3 叠层电池和电池组126

8.4.4 特殊设计126

8.5 电池组成127

8.5.1 锌127

8.5.2 碳包127

8.5.3 二氧化锰128

8.5.4 炭黑128

8.5.5 电解质128

8.5.6 缓蚀剂128

8.5.7 碳棒129

8.5.8 隔膜129

8.5.9 密封130

8.5.10 外套130

8.5.11 端子（或极柱）130

8.6 性能130

8.6.1 电压130

8.6.2 放电特性132

8.6.3 间歇放电的影响132

8.6.4 放电曲线比较——高负载下尺寸对氯化锌型电池的影响134

8.6.5 不同等级电池的放电曲线比较135

8.6.6 内阻138

8.6.7 温度的影响140

8.6.8 使用寿命142

8.6.9 贮存寿命142

8.7 特殊设计143

8.7.1 扁平锌／二氧化锰P-80电池143

8.8 单体及组合电池的型号及尺寸145

参考文献148

第9章 镁电池和铝电池149

9.1 一般性能149

9.2 化学原理149

9.2.1 铝151

9.3 镁／二氧化锰电池结构151

9.3.1 标准结构151

9.3.2 内-外“碳包”式结构151

9.4 镁／二氧化锰电池的工作特性152

9.4.1 放电性能152

9.4.2 贮存寿命154

9.4.3 内-外“碳包”式电池154

9.4.4 电池设计155

9.5 镁／二氧化锰电池的尺寸和类型155

9.6 其他类型镁一次电池156

9.7 铝一次电池156

参考文献157

第10章 碱性锌／二氧化锰电池158

10.1 一般性能158

10.2 化学原理160

10.3 电池组成和材料161

10.3.1 正极的组成161

10.3.2 负极的组成163

10.3.3 负极集流体164

10.3.4 隔膜164

10.3.5 壳体、密封和成品164

10.4 结构165

10.4.1 圆柱形结构165

10.4.2 扣式电池结构166

10.5 工作特性167

10.5.1 一般特性与普通锌／二氧化锰电池的比较167

10.5.2 放电性能167

10.5.3 间歇放电169

10.5.4 内阻169

10.5.5 放电类型170

10.5.6 工作温度对放电性能的影响171

10.5.7 不同温度下贮存对放电性能的影响172

10.6 电池的型号和尺寸174

10.7 高级碱性锌／二氧化锰高放电率电池175

参考文献178

第11章 氧化汞电池179

11.1 一般特性179

11.2 化学原理180

11.3 电池组成180

11.3.1 电解质180

11.3.2 锌负极181

11.3.3 镉负极181

11.3.4 氧化汞正极181

11.3.5 结构材料181

11.4 结构182

11.4.1 扣式电池结构182

11.4.2 平板式电池结构182

11.4.3 圆柱形电池结构182

11.4.4 卷绕式负极电池结构183

11.4.5 小电流放电电池结构183

11.5 锌／氧化汞电池的工作特性183

11.5.1 电压183

11.5.2 放电性能183

11.5.3 温度的影响184

11.5.4 内阻185

11.5.5 贮存185

11.5.6 使用寿命185

11.6 镉／氧化汞电池的工作特性186

11.6.1 放电186

11.6.2 贮存187

参考文献187

第12章 氧化银电池188

12.1 一般性能188

12.2 化学原理与组成189

12.2.1 锌负极189

12.2.2 氧化银正极189

12.2.3 电解质193

12.2.4 隔离层和隔膜193

12.3 电池结构194

12.4 工作特性195

12.4.1 开路电压195

12.4.2 放电特性195

12.4.3 贮存寿命196

12.4.4 使用寿命198

12.5 电池尺寸和型号198

参考文献199

第13章 锌／空气电池——扣式结构201

13.1 一般性能201

13.2 化学原理202

13.3 结构203

13.4 工作特性205

13.4.1 电池尺寸205

13.4.2 电压206

13.4.3 比能量206

13.4.4 放电特性206

13.4.5 电压-电流特性207

13.4.6 电池内阻208

13.4.7 脉冲负载性能208

13.4.8 温度的影响209

13.4.9 贮存寿命210

13.4.10 影响使用寿命的因素211

参考文献214

第14章 锂电池215

14.1 一般性能215

14.1.1 锂电池的优点215

14.1.2 锂原电池的分类216

14.2 化学原理217

14.2.1 锂217

14.2.2 正极活性物质218

14.2.3 电解质220

14.2.4 电池电极对和反应机理221

14.3 锂原电池的特性221

14.3.1 设计和工作特性概述221

14.3.2 可溶性正极的锂原电池221

14.3.3 固体正极锂原电池224

14.4 锂电池的安全和操作227

14.4.1 影响到安全和操作的因素227

14.4.2 需要考虑的安全事项227

14.5 锂／二氧化硫电池（Li/SO2）228

14.5.1 化学原理228

14.5.2 结构230

14.5.3 性能230

14.5.4 电池型号和尺寸233

14.5.5 锂／二氧化硫（Li/SO2）电池和电池组的使用及操作或安全事项234

14.5.6 应用235

14.6 锂／亚硫酰氯（Li/SOCl2）电池236

14.6.1 化学原理236

14.6.2 碳包式圆柱形电池236

14.6.3 螺旋卷绕式圆柱形电池240

14.6.4 扁形或盘形锂／亚硫酰氯（Li/SOCl2）电池242

14.6.5 大型方形锂／亚硫酰氯（Li/SOCl2）电池244

14.6.6 应用245

14.7 锂／氯氧化物电池247

14.7.1 锂／硫酰氯（Li/SO2Cl2）电池248

14.7.2 卤素添加剂锂／氯氧化物电池248

14.8 锂／二氧化锰（Li/MnO2）电池251

14.8.1 化学原理251

14.8.2 结构251

14.8.3 性能253

14.8.4 单体电池和电池组的尺寸261

14.8.5 应用和操作261

14.9 锂／一氟化碳［Li/(CF)n］电池263

14.9.1 化学原理263

14.9.2 结构263

14.9.3 性能264

14.9.4 单体和组合电池型号269

14.9.5 应用和操作269

14.10 锂／二硫化铁（Li/FeS2）电池270

14.10.1 化学原理270

14.10.2 结构271

14.10.3 性能271

14.10.4 电池型号与应用274

14.11 锂／氧化铜（Li/CuO）和锂／磷酸氧铜［Li/Cu4O(PO4)2］电池275

14.11.1 化学原理275

14.11.2 结构275

14.11.3 性能276

14.11.4 电池型号与应用277

14.12 锂／钒氧化银电池279

14.12.1 化学原理279

14.12.2 结构280

14.12.3 性能280

14.12.4 电池和电池型号281

14.12.5 应用281

参考文献282

第15章 固体电解质电池285

15.1 一般性能285

15.2 Li/LiI(Al2O3)／金属盐电池287

15.2.1 一般性能287

15.2.2 电池的化学原理287

15.2.3 电池结构288

15.2.4 工作特性288

15.2.5 贮存290

15.2.6 操作290

15.3 锂／碘（Li/I2）电池290

15.3.1 一般性能290

15.3.2 电池结构291

15.3.3 商品化电池293

15.3.4 放电特性294

15.3.5 自放电296

15.3.6 其他的性能损失297

15.3.7 温度影响298

15.4 Ag/RbAg4I5/Me4NIn·C电池298

参考文献300

第3部分 贮备电池304

第16章 贮备电池概述304

16.1 贮备电池分类304

16.2 贮备电池的特性305

第17章 水激活镁电池311

17.1 总则311

17.2 化学原理312

17.3 水激活电池类型313

17.4 结构315

17.4.1 部件315

17.4.2 漏电流317

17.4.3 电解质318

17.5 工作特性318

17.5.1 一般特性318

17.5.2 浸没型电池323

17.5.3 控流型电池325

17.5.4 浸润型电池325

17.6 电池用途327

17.6.1 用于空军和海军救生衣照明的水激活电池327

17.6.2 镁／氯化银电池328

17.7 电池型号和尺寸329

参考文献329

第18章 锌／氧化银贮备电池331

18.1 概述331

18.2 化学原理331

18.3 结构331

18.3.1 电池组成332

18.3.2 高放电率和低放电率电池设计332

18.3.3 自动激活电池333

18.4 工作特性335

18.4.1 电压335

18.4.2 放电曲线336

18.4.3 温度的影响336

18.4.4 阻抗337

18.4.5 工作337

18.4.6 贮存寿命337

18.5 单体和电池组型号和尺寸338

18.6 特殊性能及维护339

18.7 成本339

参考文献340

第19章 旋转贮备电池341

19.1 概述341

19.2 化学原理342

19.3 设计依据342

19.3.1 电极对装配342

19.3.2 电解质用量的优化343

19.3.3 电池密封343

19.3.4 安瓿瓶343

19.3.5 锂基电池的安全性344

19.4 工作特性344

19.4.1 概况344

19.4.2 特定电化学体系的性能345

参考书目347

第20章 常温锂负极贮备电池348

20.1 概述348

20.2 化学原理348

20.2.1 锂／五氧化二钒电池348

20.2.2 锂／亚硫酰氯电池349

20.2.3 锂／二氧化硫电池349

20.2.4 锂／预充电的LixCoO2(0.5≤x＜1)电池350

20.3 结构350

20.3.1 常规设计350

20.3.2 金属锂贮备电池的类型350

20.4 工作特性357

20.4.1 安瓿瓶电池357

20.4.2 电池组设计359

参考文献361

第21章 热电池362

21.1 概述362

21.2 热电池电化学体系363

21.2.1 负极材料363

21.2.2 电解质364

21.2.3 正极材料365

21.2.4 焰火加热材料365

21.2.5 激活方法366

21.2.6 绝缘、隔热材料366

21.3 单体电池化学原理367

21.3.1 锂／二硫化铁（Li/FeS2）体系367

21.3.2 锂／二硫化钴（Li/CoS2）体系369

21.3.3 钙／铬酸钙（Ca/CaCrO4）体系369

21.4 单体电池结构370

21.4.1 杯式单体电池370

21.4.2 开放式单体电池371

21.4.3 片式单体电池371

21.5 电堆结构设计373

21.6 热电池性能特征374

21.6.1 电压变化范围374

21.6.2 激活时间375

21.6.3 激活寿命375

21.6.4 涉及热电池应用应注意的问题376

21.7 热电池检测和监督376

21.8 热电池的新发展377

参考文献377

参考书目378

第4部分 蓄电池380

第22章 蓄电池简介380

22.1 蓄电池的应用与特点380

22.2 蓄电池的种类和特点383

22.2.1 铅酸电池383

22.2.2 碱性蓄电池384

22.3 各种蓄电池体系的性能比较385

22.3.1 概述385

22.3.2 电压和放电曲线389

22.3.3 放电率对电性能的影响390

22.3.4 温度的影响391

22.3.5 荷电保持391

22.3.6 寿命392

22.3.7 充电特性393

22.3.8 成本394

参考文献394

第23章 铅酸电池395

23.1 一般特征395

23.1.1 历史396

23.1.2 生产统计和铅的使用398

23.2 化学原理399

23.2.1 一般特征399

23.2.2 开路电压特征402

23.2.3 极化和欧姆损耗402

23.2.4 自放电403

23.2.5 硫酸的特点和性质404

23.3 结构特征、材料和生产方法405

23.3.1 合金生产405

23.3.2 板栅生产409

23.3.3 铅粉生产412

23.3.4 和膏412

23.3.5 涂膏413

23.3.6 固化414

23.3.7 组装414

23.3.8 壳盖密封416

23.3.9 槽化成416

23.3.10 电池化成417

23.3.11 干荷电417

23.3.12 测试和完成418

23.3.13 运输418

23.3.14 干荷电电池的激活418

23.4 SLI（汽车）电池：结构和特征418

23.4.1 一般特征418

23.4.2 结构419

23.4.3 性能特征421

23.4.4 单体电池和电池组型号、尺寸425

23.5 深循环和牵引电池：结构和性能425

23.5.1 结构425

23.5.2 性能特征426

23.5.3 电池型号和尺寸429

23.6 备用电池：结构和特征431

23.6.1 结构431

23.6.2 性能特征436

23.6.3 单体电池及电池组型号和尺寸438

23.7 充电和充电设备440

23.7.1 通常考虑的因素440

23.7.2 铅酸电池充电方法441

23.8 维护、安全和运行特征445

23.8.1 维护445

23.8.2 安全447

23.8.3 操作参数对电池寿命的影响448

23.8.4 失效模式449

23.9 应用和市场450

23.9.1 汽车电池450

23.9.2 小型密封铅酸电池451

23.9.3 工业电池452

23.9.4 电动车辆452

23.9.5 储能系统453

23.9.6 功率调节和不间断电源系统453

23.9.7 船艇电池454

参考文献455

第24章 阀控铅酸电池456

24.1 一般特征456

24.2 化学原理457

24.3 电池结构458

24.3.1 VRLA圆柱形电池458

24.3.2 VRLA方形电池459

24.3.3 薄的方形电池459

24.4 性能特征461

24.4.1 VRLA圆柱形电池461

24.4.2 VRLA方形电池性能特征468

24.4.3 薄方形电池——口香糖电池469

24.4.4 其他电池类型471

24.5 充电特征472

24.5.1 一般考虑472

24.5.2 恒电压充电472

24.5.3 快速充电474

24.5.4 浮充电475

24.5.5 恒电流充电476

24.5.6 渐减电流充电477

24.5.7 并联／串联充电477

24.5.8 充电电流效率478

24.6 安全与操作479

24.6.1 析气479

24.6.2 短路479

24.7 电池型号和尺寸479

24.8 VRLA电池应用于不间断供电电源482

参考文献484

第25章 铁电极电池486

25.1 概述486

25.2 铁／镍电池的化学原理487

25.3 传统铁／镍电池488

25.3.1 结构488

25.3.2 铁／镍电池的特性489

25.3.3 铁／镍电池的规格493

25.3.4 铁／镍电池的操作和使用494

25.4 先进铁／镍电池494

25.5 铁／空气电池496

25.6 铁／银电池498

25.7 铁正极材料501

参考文献503

第26章 工业和空间用镉／镍电池504

26.1 前言504

26.2 化学原理505

26.3 结构506

26.4 特性508

26.4.1 体积比能量和质量比能量508

26.4.2 放电特性508

26.4.3 内阻509

26.4.4 荷电保持510

26.4.5 寿命510

26.4.6 机械强度和热稳定性510

26.4.7 记忆效应511

26.5 充电特性511

26.6 纤维镉／镍电池技术512

26.6.1 FNC电极技术512

26.6.2 生产灵活性512

26.6.3 密封电池和开口电池513

26.6.4 密封免维护FNC电池513

26.6.5 性能515

26.7 制造商和市场划分519

26.8 应用521

参考书目523

第27章 开口烧结式镉／镍电池524

27.1 概述524

27.2 化学原理524

27.3 结构526

27.3.1 极板及其制造工艺526

27.3.2 隔膜527

27.3.3 极组装配527

27.3.4 电解质527

27.3.5 电池壳527

27.3.6 气塞和单向阀528

27.4 特性528

27.4.1 放电特性528

27.4.2 影响容量的因素528

27.4.3 变负载发动机启动应用中的功率529

27.4.4 影响最大功率电流的因素530

27.4.5 比能量与比功率531

27.4.6 工作时间531

27.4.7 荷电保持531

27.4.8 贮存532

27.4.9 寿命532

27.5 充电特性533

27.5.1 恒电位充电533

27.5.2 恒电流控压充电534

27.5.3 其他充电方法534

27.5.4 充电电压的温度补偿535

27.6 维护535

27.6.1 电性能恢复535

27.6.2 机械维护536

27.6.3 系统检测标准537

27.7 可靠性537

27.7.1 失效模式537

27.7.2 记忆效应538

27.7.3 影响气体阻挡层失效的因素538

27.7.4 热失控538

27.7.5 潜在危险539

27.8 电池和电池组设计540

27.8.1 典型的开口烧结式镉／镍单体电池540

27.8.2 典型的电池组设计540

27.8.3 空冷／加热541

27.8.4 温度传感器541

27.8.5 电池壳542

27.8.6 电池极柱542

27.8.7 电池加热器542

27.8.8 开口烧结式镉／镍电池的发展542

参考文献542

第28章 便携式密封镉／镍电池543

28.1 概述543

28.2 化学原理543

28.3 结构544

28.3.1 圆柱形电池545

28.3.2 扣式电池545

28.3.3 小矩形电池545

28.3.4 矩形电池545

28.4 特性546

28.4.1 概述546

28.4.2 放电特性546

28.4.3 温度的影响547

28.4.4 内阻547

28.4.5 工作时间549

28.4.6 反极549

28.4.7 放电模式550

28.4.8 恒功率放电550

28.4.9 贮存寿命（容量或荷电保持）550

28.4.10 循环寿命551

28.4.11 寿命估算和失效机理551

28.5 充电特性553

28.5.1 概述553

28.5.2 充电过程553

28.5.3 电压、温度和压力的关系554

28.5.4 充电期间的电压特性555

28.5.5 充电方法556

28.6 特殊用途电池557

28.6.1 高能电池557

28.6.2 快速充电电池558

28.6.3 高温电池558

28.6.4 耐热电池559

28.6.5 存储器备用电池560

28.6.6 小矩形电池560

28.7 电池类型和型号560

参考文献563

参考书目563

第29章 便携式密封金属氢化物／镍电池564

29.1 概述564

29.2 化学原理564

29.3 结构566

29.3.1 圆柱形结构567

29.3.2 扣式结构568

29.3.3 矩形结构568

29.3.4 9V多单体电池568

29.3.5 大矩形电池568

29.4 放电特性568

29.4.1 概述568

29.4.2 放电特性568

29.4.3 放电率和温度对容量的影响570

29.4.4 工作时间570

29.4.5 内阻571

29.4.6 过放电过程中的反极572

29.4.7 放电类型572

29.4.8 恒功率放电特性573

29.4.9 电压下降（记忆效应）573

29.4.10 自放电和荷电保持能力575

29.5 密封金属氢化物／镍电池的充电576

29.5.1 概述576

29.5.2 充电控制技术578

29.5.3 充电方法579

29.5.4 智能电池580

29.6 循环寿命和工作寿命581

29.6.1 循环寿命581

29.6.2 工作寿命582

29.7 正确使用和处理583

29.8 应用583

29.9 电池类型和制造商583

参考文献586

第30章 动力和工业用金属氢化物／镍电池587

30.1 前言587

30.2 概述588

30.3 化学原理588

30.4 结构589

30.4.1 圆柱形结构与方形结构589

30.4.2 金属电池槽与塑料电池槽590

30.4.3 烧结式与涂膏式氢氧化镍正极590

30.4.4 能量与功率的平衡592

30.4.5 金属氢化物合金592

30.4.6 氢氧化镍594

30.4.7 电解质595

30.4.8 隔膜595

30.4.9 整体结构596

30.5 EV用电池组596

30.5.1 USABC的性能指标596

30.6 HEV用电池597

30.6.1 PNGV的指标要求597

30.6.2 电损耗598

30.6.3 荷电保持598

30.7 燃料电池的启动和动力辅助599

30.8 其他应用599

30.8.1 36～42V SLI电池599

30.8.2 航空电池600

30.9 放电特性601

30.9.1 比能量601

30.9.2 比功率602

30.9.3 温度的影响602

30.9.4 荷电保持能力604

30.9.5 循环寿命604

30.9.6 贮存寿命606

30.9.7 库仑／能量效率606

30.10 充电方法607

30.10.1 常规充电607

30.10.2 再生制动能607

30.10.3 充电制度607

30.10.4 快速充电608

30.11 热管理608

30.11.1 单体电池、电池模块和电池组的设计608

30.11.2 水冷与空冷608

30.12 电绝缘609

30.13 开发目标609

30.13.1 降低成本609

30.13.2 超高功率设计610

30.13.3 其他电池设计611

参考文献612

第31章 锌／镍电池615

31.1 概述615

31.1.1 背景615

31.2 化学原理615

31.3 电池组件616

31.3.1 镍电极616

31.3.2 锌电极618

31.3.3 隔膜621

31.3.4 电解质622

31.4 结构622

31.4.1 密封电池设计623

31.4.2 电池组设计与包装624

31.5 特性625

31.5.1 放电特性概述625

31.5.2 荷电保持629

31.5.3 循环寿命629

31.5.4 记忆效应631

31.6 充电特性631

31.6.1 充电制度632

31.6.2 快速充电632

31.6.3 慢充633

31.6.4 充电终止633

31.6.5 过充电633

31.6.6 充电过程中电池平衡634

31.7 应用634

31.7.1 温度与环境因素634

31.7.2 电动自行车与电动摩托车635

31.7.3 深循环应用635

31.7.4 混合动力电动车与电动车636

31.7.5 备用／浮充电637

31.7.6 军事应用637

31.7.7 特殊应用637

31.8 搬运与贮存637

31.8.1 电池泄气危险637

31.8.2 过充电与过放电保护638

31.8.3 易燃性与易爆性638

31.8.4 贮存638

参考文献638

第32章 氢／镍电池640

32.1 特性640

32.2 化学反应640

32.2.1 正常工作641

32.2.2 过充电641

32.2.3 过放电641

32.2.4 自放电641

32.3 电池与极组组件641

32.3.1 正极（烧结式）641

32.3.2 氢电极642

32.3.3 隔膜材料642

32.3.4 气体网栅643

32.4 氢／镍电池结构643

32.4.1 COMSAT氢／镍电池643

32.4.2 空军用氢／镍电池644

32.4.3 质量比能量与体积比能量645

32.5 氢／镍电池组的设计646

32.5.1 设计特点648

32.6 应用649

32.6.1 GEO应用649

32.6.2 LEO应用649

32.6.3 地面应用651

32.7 性能特性651

32.7.1 电压特性651

32.7.2 氢／镍电池的自放电性能653

32.7.3 电解质浓度对容量的影响653

32.7.4 GEO性能654

32.7.5 LEO性能数据655

32.8 先进设计656

32.8.1 IPV氢／镍电池的先进设计656

32.8.2 先进电池设计理念656

32.8.3 双极性氢／镍电池658

参考文献658

参考书目660

第33章 氧化银电池661

33.1 概述661

33.2 化学原理662

33.2.1 电池反应662

33.2.2 正极反应663

33.3 电池构造和组成663

33.3.1 银电极664

33.3.2 锌电极664

33.3.3 镉电极665

33.3.4 铁电极665

33.3.5 隔膜665

33.3.6 电池壳665

33.3.7 电解质和其他组件666

33.4 性能667

33.4.1 性能和设计权衡667

33.4.2 锌／氧化银电池的放电特性667

33.4.3 镉／氧化银电池的放电特性668

33.4.4 阻抗669

33.4.5 荷电保持能力671

33.4.6 循环寿命和湿寿命673

33.5 充电特性674

33.5.1 效率674

33.5.2 锌／氧化银电池674

33.5.3 镉／氧化银电池675

33.6 单体类型和尺寸675

33.7 需要特别注意的方面和处理方法677

33.8 应用677

33.9 最新进展679

参考文献680

第34章 室温锂蓄电池682

34.1 一般特性682

34.2 化学原理683

34.2.1 负极684

34.2.2 正极687

34.2.3 电解质689

34.3 锂蓄电池的特性693

34.3.1 电化学体系693

34.3.2 设计与性能总结698

34.4 特定锂蓄电池的特性699

34.4.1 液体电解质、固体正极电池699

34.4.2 聚合物电解质电池705

34.4.3 采用PEO基电解质的锂电池705

34.4.4 采用硫基聚合物正极材料的锂电池709

34.4.5 无机电解质电池710

34.4.6 可充电锂合金电池、其他钱币型电池及微电池714

参考文献720

第35章 锂离子电池723

35.1 一般特征723

35.1.1 命名和标志724

35.2 化学反应725

35.2.1 嵌入反应过程725

35.2.2 正极材料726

35.2.3 C/LiMn2O4电池的容量衰减731

35.2.4 负极材料733

35.2.5 电解质736

35.2.6 隔膜材料742

35.2.7 添加剂743

35.3 方形和圆柱形锂离子电池与电池组的结构744

35.3.1 卷绕式锂离子电池的结构744

35.3.2 平板方形锂离子电池组的结构747

35.4 锂离子电池的性能747

35.4.1 锂离子电池的主要特性与尺寸747

35.4.2 商品圆柱形电池的性能748

35.4.3 大型圆柱形电池755

35.4.4 方形锂离子电池757

35.5 锂离子电池的充电性能770

35.6 圆柱形C/LiCoO2锂离子电池的安全试验772

35.7 聚合物锂离子电池773

35.7.1 电极和电池制造774

35.7.2 聚合物电池的比能量775

35.7.3 C/LiCoO2聚合物锂离子电池的性能776

35.7.4 C/LiMn2O4型聚合物锂离子电池的性能779

35.7.5 聚合物电池的总结782

35.8 固体薄膜锂离子电池782

35.8.1 固体薄膜锂离子电池的电性能783

35.9 结论和未来发展趋势786

参考文献786

第36章 可充电碱性锌／二氧化锰电池790

36.1 概述790

36.2 化学原理790

36.3 结构792

36.4 性能792

36.4.1 第一循环放电792

36.4.2 循环793

36.4.3 不同型号电池的性能793

36.4.4 多单体并联电池793

36.4.5 温度效应795

36.4.6 贮存寿命795

36.5 充电方法796

36.5.1 恒电压充电796

36.5.2 恒电流充电797

36.5.3 脉冲充电797

36.5.4 溢流充电798

36.6 单体和电池型号799

参考文献799

第5部分 电动车辆和新用途的新型电池802

第37章 电动车辆和新用途的新型电池概述802

37.1 先进可充电电池性能要求802

37.1.1 电动车和混合动力电动车用电池802

37.1.2 在电力设施方面的应用804

37.1.3 可再生能源应用806

37.1.4 便携式电子设备806

37.2 应急用可充电电池的特性和开发806

37.3 近期可充电电池812

37.3.1 铅酸电池812

37.3.2 镍基电池812

37.4 先进可充电电池的一般特性812

37.4.1 流体电池812

37.4.2 高温体系815

37.4.3 常温锂电池816

37.5 可补充燃料的电池和燃料电池——可供选择的先进可充电电池816

参考文献817

第38章 金属／空气电池819

38.1 概论819

38.2 化学原理820

38.2.1 概述820

38.2.2 空气电极821

38.3 锌／空气电池822

38.3.1 概述822

38.3.2 便携式锌／空气电池823

38.3.3 工业锌／空气电池826

38.3.4 混合空气／二氧化锰电池829

38.3.5 锌／空气充电电池829

38.3.6 机械再充式锌／空气电池833

38.4 铝／空气电池835

38.4.1 中性电解质铝／空气电池836

38.4.2 碱性电解质中的铝／空气电池838

38.5 镁／空气电池844

38.6 锂／空气电池845

38.6.1 锂／水电池846

38.6.2 聚合物电解质锂／氧电池847

参考文献849

第39章 锌／溴电池852

39.1 一般特性852

39.2 电化学体系的说明853

39.3 结构854

39.4 性能855

39.5 权衡考虑859

39.6 安全性和危害859

39.7 应用和系统设计859

39.7.1 电动车应用860

39.7.2 储能应用862

39.8 发展和规划865

参考文献865

第40章 β-Al2O3钠电池868

40.1 β-Al2O3钠电池概述868

40.2 电化学体系简介870

40.2.1 钠／硫电池870

40.2.2 钠／金属氯化物体系电池871

40.3 单体电池设计和性能特征872

40.3.1 钠／硫电池设计873

40.3.2 钠／硫电池技术876

40.3.3 钠／氯化镍电池技术880

40.4 电池设计以及性能特征881

40.4.1 钠／硫组合电池设计要点881

40.4.2 钠／硫电池技术885

40.4.3 钠／氯化镍电池技术889

40.5 应用890

参考文献892

第41章 锂／硫化铁电池894

41.1 综述894

41.2 锂／硫化铁电化学体系895

41.3 电池结构896

41.4 性能特征897

41.4.1 电压897

41.4.2 放电特征898

41.4.3 温度对电性能的影响899

41.4.4 自放电899

41.4.5 功率与能量特征899

41.4.6 循环寿命900

41.4.7 库仑效率900

41.4.8 电池充电900

41.4.9 添加剂的影响901

41.4.10 硫族元素化合物双电极的密封904

41.5 应用和电池设计904

41.5.1 脉冲功率型电池设计904

41.5.2 电动车电池设计905

参考文献910

第6部分 便携式燃料电池914

第42章 便携式燃料电池914

42.1 一般特性914

42.2 燃料电池的工作915

42.2.1 反应机理915

42.2.2 燃料电池的主要组件917

42.2.3 一般特性917

42.3 千瓦以下燃料电池918

42.4 低功率燃料电池的创新设计921

参考文献923

参考书目923

第43章 小型燃料电池（小于1000W）924

43.1 概述924

43.2 燃料电池术语925

43.3 系统要求926

43.3.1 燃料供应926

43.3.2 空气供应926

43.3.3 水管理927

43.3.4 热管理927

43.3.5 控制927

43.4 燃料处理和贮存技术928

43.4.1 氢气贮存928

43.4.2 燃料处理929

43.4.3 燃料处理技术930

43.4.4 直接甲醇燃料电池技术931

43.5 燃料电池电堆技术932

43.5.1 设计932

43.5.2 电解质932

43.5.3 电极932

43.5.4 双极板932

43.5.5 密封933

43.6 燃料电池组和性能933

43.6.1 电性能933

43.6.2 50W燃料电池，压缩氢气瓶储氢934

43.6.3 20W燃料电池，金属氢化物储氢934

43.6.4 商品化燃料电池934

参考文献936

第7部分 附录940

附录A 术语定义（英汉对照）940

附录B 标准还原电位950

附录C 电池的电化当量951

附录D 标准符号和常数953

附录E 换算系数957

附录F 文献967