本书在阐述电化学基本原理和化学电源基本慨念的基础上.系统地讲述了各种主要化学电源的原理、结构和制造工艺,以及以电化学基本原理为基础的电化学电容器。全书共分12章,包括电化学理论基础、化学电源概论、锌锰电池、铅酸电池、镉镍电池、金属氢化物镍电池、锌银电池、锂电池、锂离子电池、燃料电池、电化学电容器以及电极材料和电池测试技术。本书注重理论联系实际,既适合高等院校相关专业作为教材使用,也适合相关工程技术人员作为参考。

哈尔滨工业大学的化学工程与工艺专业(电化学工程)已经有48年的历史,化学电源的教学与科研一直是我专业的主要发展方向。随着专业的发展也成长了一批**的中青年骨干教师。他们在教学与科研的**线勤勤恳恳、努力拼搏,既取得了很好的业绩,也成为我们这个集体的中坚力量,这本书就是由程新群等八人集体编写而成的。
随着科学技术的不断发展及人们环境保护意识的不断增强,化学电源的作用越来越重要。由于可随机移动的仪器设备及便携电器越来越多,人们对高比能量、高比功率、高**性化学电源的需求也越迫切;电动汽车的发展是历史的必然,它对化学电源的要求既迫切也高标准;可再生能源的利用离不开储能技术,化学电源储能是便捷**的办法;利用燃料电池技术发电更是人们朝思暮想的事业。
化学电源的应用越来越广泛,角色也越来越重要。很多行业的科技人员及相关专业的学生都希望对化学电源有比较多的了解。化学电源这本书应该是比较适宜的参考书。这本书较全面地介绍了各种化学电源的原理、结构、性能及制造工艺,也写入了与其相关的电化学原理及电化学测量技术。我想这本书一定会使更多人更好地了解和使用化学电源,也一定为化学电源在很多行业更好地应用发挥作用。

第l章电化学理论基础
1.1电极电势与电池电动势
1.1.1电极/溶液界面的结构
1.1.2**电极电势与相对电极电势
1.1.3电极电势和电池电动势
1.1.4电池电动势与温度和压力的关系
1.2电化学反应的特点及研究方法
1.2.1电化学反应的特点
1.2.2电化学反应基本概念
1.2.3极化曲线及其测量方法
1.2.4电极过程特征及研究方法
1.3电化学步骤动力学
1.3.1电极电势对反应速度的影响
1.3.2稳态极化的动力学公式
1.3.3多电子转移过程
1.4液相传质过程动力学
1.4.1液相传质的方式
1.4.2稳态扩散过程
1.4.3电化学步骤不可逆时的稳态扩散
1.5气体电极过程
1.5.1氢析出电极过程
1.5.2氧电极过程

第2章化学电源概论
2.1化学电源的发展
2.2化学电源的分类
2.3化学电源的工作原理及组成
2.3.1化学电源的工作原理
2.3.2化学电源的组成
2.4化学电源的电性能
2.4.1电池的电动势
2.4.2电池的开路电压
2.4.3电池的内阻
2.4.4电池的工作电压
2.4.5电池的容量与比容量
2.4.6电池的能���与比能量
2.4.7电池的功率与比功率
2.4.8电池的储存性能与自放电
2.4.9循环寿命
2.5化学电源中的多孔电极
2.5.1多孔电极的意义
2.5.2两相多孔电极
2.5.3三相多孔电极

第3章锌锰电池
3.1概述
3.2二氧化锰电极
3.2.1二氧化锰阴极还原的初级过程
3.2.2二氧化锰阴极还原的次级过程
3.2.3二氧化锰阴极还原的控制步骤
3.3锌电极
3.3.1锌电极的阳极氧化过程
3.3.2锌电极的钝化
3.3.3锌电极的自放电
3.4锌锰电池材料
3.4.1二氧化锰材料
3.4.2锌材料
3.4.3电解质
3.4.4隔膜
3.4.5导电材料
3.4.6锌膏凝胶剂
3.5锌锰电池制造工艺
3.5.1糊式锌锰电池
3.5.2纸板电池
3.5.3叠层锌锰电池
3.5.4碱性锌锰电池
3.5.5可充碱性锌锰电池
3.6锌锰电池的主要性能
3.6.1开路电压与工作电压
3.6.2欧姆内阻、短路电流和负荷电压
3.6.3容量及其影响因素
3.6.4储存性能
3.6.5高温性能和低温性能

第4章铅酸蓄电池
4.1概述
4.1.1铅酸蓄电池的发展
4.1.2铅酸蓄电池的结构
4.1.3铅酸蓄电池的用途
4.1.4铅酸蓄电池的特点
4.2铅酸蓄电池的热力学基础
4.2.1电池反应、电动势
4.2.2铅一硫酸水溶液的电势一pH图
4.3板栅
4.3.1板栅合金
4.3.2铅板栅的腐蚀
4.4二氧化铅正极
4.4.1二氧化铅的多晶现象
4.4.2二氧化铅颗粒的凝胶一晶体形成理论
4.4.3正极活性物质的反应机理
4.5铅负极
4.5.1铅负极的反应机理
4.5.2铅负极的钝化
4.5.3负极活性物质的收缩与添加剂
4.5.4铅负极的自放电
4.5.5铅负极的不可逆硫酸盐化
4.5.6 高倍率部分荷电状态下铅负极的硫酸铅积累
4.6铅酸蓄电池的电性能
4.6.1铅酸蓄电池的电压与充放电特性
4.6.2铅酸蓄电池的容量及其影响因素
4.6.3铅酸蓄电池的失效模式和循环寿命
4.6.4铅酸电池的充电接受能力
4.7铅酸蓄电池制造工艺原理
4.7.1板栅制造
4.7.2铅粉制造
4.7.3铅膏的配制
4.7.4生极板的制造
4.7.5极板化成
4.7.6电池装配

第5章镉镍电池
5.1概述
5.2镉镍电池的工作原理
5.2.1成流反应
5.2.2电极电势与电动势
5.3氧化镍电极
5.3.1氧化镍电极的反应机理
5.3.2氧化镍电极的添加剂
5.3.3氧化镍电极材料
5.4镉电极
5.4.1反应机理
5.4.2镉电极的钝化与聚结
5.4.3镉电极的充电效率与自放电
5.4.4镉电极材料
5.5密封镉镍电池
5.5.1密封原理
5.5.2密封措施
5.6镉镍电池的电性能
5.6.1充放电曲线
5.6.2记忆效应
5.6.3循环寿命
5.6.4自放电
5.7镉镍电池的制造工艺
5.7.1有极板盒式电极的制造
5.7.2烧结式电极的制造
5.7.3黏结式电极的制造
5.7.4发泡式电极的制造
5.7.5纤维式电极的制造
5.7.6电沉积镉电极的制造
5.7.7密封镉镍电池的制造

第6章金属氢化物镍电池
6.1概述
6.2MH-Ni电池的工作原理与特点
6.2.1 MH—Ni电池的工作原理
6.2.2 MH—Ni电池的密封
6.2.3金属氢化物一镍电池的特点
6.3储氢合金电极
6.3.1储氢合金的性质
6.3.2储氢合金电极的电化学容量
6.3.3储氢合金的分类
6.3.4 AB5型储氢合金
6.3.5 ABe型储氢合金
6.3.6储氢合金的制备
6.3.7储氢合金电极的制造
6.3.8储氢合金电极的性能衰减
6.3.9储氢合金的表面处理技术
6.4 MH-Ni电池的性能
6.4.1 MH—Ni电池充放电特性
6.4.2温度特性
6.4.3内压
6.4.4自放电特性
6.4.5循环寿命

第7章锌氧化银电池
7.1概述
7.2锌氧化银电池的工作原理
7.2.1电极反应
7.2.2电极电势与电动势
7.3氧化银电极
7.3.1充放电曲线
7.3.2氧化银电极的自放电
7.4锌负极
7.4.1锌的阳极钝化
7.4.2锌的阴极沉积过程
7.5锌氧化银电池的电化学性能
7.5.1放电特性
7.5.2锌银电池的循环寿命
7.6锌银电池结构与制造工艺
7.6.1电极制备
7.6.2隔膜和电解液
7.6.3电池装配

第8章锂电池
8.1概述
8.1.1锂电池的发展与特点
8.1.2锂电池分类
8.2锂电池的电极与电解液
8.2.1正极材料
8.2.2锂负极
8.2.3电解液
8.3 Li-MnO2电池
8.3.1 Li-Mno2电池的特点及基本原理
8.3.2 Li-MnO2电池的结构与制备
8.3.3 Li-MnO2电池特性
8.4 Li-SOCl2电池
8.4.1特点及基本原理
8.4.2Li—SOCl2电池的组成和结构
8.4.3 Li-SOCl2电池的电化学特性
8.5 Li-S02电池
8.5.1基本原理
8.5.2Li—S02电池结构与制造工艺
8.5.3 Li—SOz电池特性
8.6其他锂电池
8.6.1 Li-(Cfx)n电池
8.6.2 Li-I2电池

第9章锂离子电池
9.1概述
9.1.1锂离子电池的发展史
9.1.2锂离子电池的工作原理
9.1.3锂离子电池的特点和应用
9.2锂离子电池的正极材料
9.2.1钴酸锂
9.2.2锰酸锂
9.2.3镍酸锂
9.2.4磷酸亚铁锂
9.2.5其他正极材料
9.3锂离子电池的负极材料
9.3.1碳素材料
9.3.2合金负极材料
9.3.3其他负极材料
9.4锂离子电池的电解液
9.4.1有机溶剂
9.4.2电解质盐
9.4.3电解液添加剂
9.5聚合物锂离子电池
9.5.1聚合物锂离子电池的特点
9.5.2聚合物锂离子电池的结构
9.6锂离子电池的制造工艺
9.6.1极片制造
9.6.2电池的装配
9.6.3聚合物锂离子电池的制造
9.7锂离子电池的性能
9.7、1充放电性能
9.7.2**性
9.7.3自放电与储存性能
9.7.4使用和维护

第10章燃料电池
10.1燃料电池概述
10.1.1燃料电池的发展历史
10.1.2燃料电池的工作原理
10.1.3燃料电池的工作特点
10.1.4燃料电池的类型
10.1.5燃料电池系统的组成
10..1.6燃料电池的应用
10.2燃料电池的热力学基础
10.2.1燃料电池电动势
10.2.2燃料电池的理论效率
10.3燃料电池的电化学动力学基础
10.3.1燃料电池的极化行为
10.3.2燃料电池的电极反应机理
10.3.3燃料电池的实际效率
10.4燃料电池所用的燃料
10.4.1氢气燃料的制备
10.4.2氢气燃料的净化
10.4.3氢气燃料的储存
10.4.4其他燃料
10.5碱性燃料电池
10.5.1简介
10.5.2碱性燃料电池的工作原理
10.5.3碱性燃料电池组件及其材料
10.5.4碱性燃料电池的排水
10.5.5碱性燃料电池的性能及其影响因素
lO.6磷酸燃料电池
10.6.1简介
10.6.2磷酸燃料电池的工作原理
10.6.3磷酸燃料电池的组成和材料
10.6.4磷酸燃料电池的排水和排热
10.6.5磷酸燃料电池性能
10.7熔融碳酸盐燃料电池
10.7.1简介
10.7.2熔融碳酸盐燃料电池的工作原理
10.7.3电解质和隔膜
lO.7.4电极
10.7.5双极板
10.7.6熔融碳酸盐燃料电池性能
10.8固体氧化物燃料电池
10.8.1简介
10.8.2固体氧化物燃料电池的工作原理
10.8.3电解质
10.8.4电极
10.8.5双极板
10.8.6电池结构类型
10.8.7燃料电池性能
10.9质子交换膜燃料电池
10.9.1简介
10.9.2质子交换膜燃料电池的工作原理
10.9.3质子交换膜
10.9.4催化剂和电极
10.9.5双极板和流场
10.9.6水管理
10.9.7质子交换膜燃料电池的性能
10.10直接醇类燃料电池
10.10.1简介
10.10.2直接甲醇燃料电池的工作原理
10.10.3甲醇氧化和电催化剂
10.10.4质子交换膜
10.10.5直接甲醇燃料电池的性能
10.11金属空气燃料电池
10.11.1简介
10.11.2锌一空气电池工作原理
10.11.3阴极
10.11.4阳极
10.11.5锌空气电池的性能

第ll章电化学电容器
11.1概述
11.2电化学电容器与电池的比较
11.2.1能量的存储形式
11.2.2电容器和电池的电能存储模式比较
11.2.3电化学电容器和电池运行机理的比较
11.2.4电化学电容器与电池能量密度的差别
11.2.5电化学电容器和电池充放电曲线的比较。
11.2.6电化学电容器和电池循环伏安性能的比较
11.3双电层电容及碳材料
11.3.1双电层模型及其结构
11.3.2双层电容和理想极化电极
11.3.3非水电解质中双层的行为和非水电解质电容器
11.3.4用于电化学电容器的碳材料
11.3.5关于碳材料的双层电容
11.3.6影响碳材料电容性能的因素
11.4法拉第准电容及氧化钌材料
11.4.1准电容(Cm)和双层电容(Cd1)的区分方法
11.4.2用于电化学电容器的氧化钌
(Ru02)材料
11.4.3氧化钌的制备、充放电机理及电化学行为?
11.4.4其他氧化物膜表现的氧化还原准电容行为
11.5导电聚合物膜的电容行为
11.5.1概述
11.5.2导电聚合物与准电容有关的行为及循环伏安曲线的形式
11.5.3以导电聚合物为活性材料的电容器系统的分类
11.6影响电容器性能的电解质因素
11.6.1水性电解质
11.6.2非水电解质
11.7制备技术及评价方法
11.7.1用于碳基电容器电极的制备
11.7.2基于RuOx的电容器电极的制备
11.7.3电容器的装配
11.7.4电化学电容器的实验性评价

第12章电极材料与电池性能测试
12.1电极材料的电化学测试体系
12.1.1三电极体系
12.1.2复合粉末电极技术
12.1.3粉末微电极技术
12.2电势阶跃法
12.2.1小幅度电势阶跃法
12.2.2极限扩散控制下的电势阶跃法
12.3.3电势阶跃法测定电极中反应物质的固相扩散系数
12.3循环伏安法
12.3.1可逆电极体系的循环伏安曲线
12.3.2不可逆电极体系的循环伏安曲线
12.3.3电池中循环伏安法的应用
12.3.4循环伏安法测定电极中反应物质的固相扩散系数
12.4电化学阻抗谱技术
12.4.1电化学极化和浓差极化同时存在时的电化学阻抗谱
12.4.2电化学阻抗谱的解析
12.4.3电池中电化学阻抗谱的应用
12.5电池性能测试方法
12.5.1充放电性能与容量测试
12.5.2循环性能测试
12.5.3自放电与储存性能测试
12.5.4内阻测试
12.5.5内压测试
12.5.6温度特性测试
12.5.7**性能测试
参考文献
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