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第1章 电化学基本概念 1

1 导体 1

1.1 导体的分类 1

1.2 第一类导体(电子导体) 1

1.3 第二类导体(离子导体) 3

2 电解质溶液 3

2.1 两类电解质 3

2.2 电解质电离 4

2.3 水化作用 4

2.4 水的离子积和难溶电解质溶度积 5

2.5 摩尔电导率 6

2.6 离子的迁移数和淌度 7

2.8 电解质离子的活度与活度系数 8

2.7 扩散和扩散系数 8

3 电池的电动势和电极电势 9

3.1 电池和电解池 9

3.2 电池的电动势 9

3.3 电极电势 11

3.4 参比电极 13

3.5 液体接界电势 13

3.6 各类电极 14

3.7 电势-pH图 16

4 法拉第定律及其应用 22

4.1 法拉第定律 22

4.2 电流效率 22

4.3 活性物质利用率 22

5.2 电极的极化及产生的原因 23

5 实际的电极过程 23

5.1 电化学可逆过程 23

5.3 交换电流密度 26

5.4 金属钝化 27

5.5 金属的自溶 27

第2章 化学电源的基本概念 29

1 概述 29

1.1 工作原理 29

1.2 化学电源的基本组成 29

1.3 电极的组成 30

2 电池分类 30

3.4 多孔电极特点 31

3.3 基板的类型 31

3.2 骨架的类型 31

3.1 粉末电极的成型 31

3 粉末多孔电极 31

3.5 孔隙率的测定 32

3.6 多孔电极行为 33

4 蓄电池的电特性 33

4.1 主要蓄电池体系的电动势 33

4.2 开路电压与工作电压 34

4.3 电池的容量 34

4.4 电池内阻 35

4.5 电池的自放电 36

4.6 电池的能量 37

4.7 电池功率与比功率 37

5.1 蓄电池的运行制度 38

5 蓄电池的使用和维护 38

4.8 电池的输出效率 38

4.9 电池的使用寿命 38

5.2 蓄电池的充电 39

5.3 蓄电池的维护 41

6 蓄电池生产的环境保护和工业卫生 41

6.1 有害物质性质及其危害 41

6.2 铅酸蓄电池厂废水处理 42

6.3 铅烟、铅尘的净化 43

6.4 碱性蓄电池厂含镉、镍废水处理 44

1.2 铅蓄电池的优缺点 46

2.1 一般结构 46

2 铅蓄电池的一般结构和分类 46

1.1 各类蓄电池一般性能比较 46

1 概述 46

第3章 铅蓄电池的一般结构和电特性 46

2.2 铅蓄电池的种类 48

2.3 铅蓄电池的技术发展历史 48

2.4 铅蓄电池产品型号 52

3 铅蓄电池的电压和充放电特性 53

3.1 铅蓄电池的电动势和开路电压 53

3.2 开路电压与荷电状态的关系 54

3.3 充放电曲线 55

3.4 充放电特性曲线 56

4 铅蓄电池容量 58

4.1 放电率对电池容量的影响 58

4.2 温度对电池容量的影响 59

4.3 终止电压对电池容量的影响 60

4.4 极板几何尺寸对电池容量的影响 61

4.5 电解液浓度对电池容量的影响 63

4.6 制造工艺的影响 65

4.7 铅蓄电池的容量计算 65

4.8 容量变换 66

5 铅蓄电池内阻 67

5.1 影响内阻的因素 67

5.2 电池内阻的测定方法 69

5.3 连接条和极柱等零件的计算 69

6 使用期限寿命 71

6.1 蓄电池失效模式 71

6.2 影响蓄电池寿命的因素 71

7.1 影响荷电保持能力的因素 73

6.3 提高蓄电池寿命的途径 73

7 荷电保持能力 73

7.2 蓄电池自放电的表述方法 74

7.3 减少自放电的措施 74

8 低温充电接受能力 75

8.1 概述 75

8.2 正、负极在低温下充电接受能力的比较 76

第4章 板栅 78

1 概论 78

1.1 板栅 78

1.2 金属 78

1.3 合金 79

2.1 腐蚀的原因 81

2 正极板栅的腐蚀 81

2.2 影响腐蚀速率的因素 82

2.3 板栅合金腐蚀速率的测定方法 83

2.4 正极板栅的长大 83

3 板栅合金 83

3.1 铅锑和铅锑砷系列合金 83

3.2 低锑合金和成核剂 86

3.3 铅钙锡铝合金 89

3.4 铅钙锡铝合金的应用领域及改进 94

3.5 铅锶锡铝合金 96

3.6 轻型板栅 96

4.1 栅的典型结构及发展 98

4 板栅的结构及参数 98

4.2 板栅结构对性能的影响 100

4.3 板珊设计参数 101

4.4 板栅的优化设计 104

第5章 正极活性物质 106

1 二氧化铅电极的充放电机理 106

1.1 液相和固相反应机理 106

1.2 非化学计量的二氧化铅充放电机理 107

1.3 硫酸铅氧化时的副反应 107

1.4 二氧化铅电极的自放电 108

1.5 正极的钝化 109

2 正极活性物质的活性和失效 112

2.1 氢(质子)活性模型 112

2.2 α-PbO2、β-PbO2变体模型 113

2.3 具有质子和电子传输功能的凝胶-晶体体系 115

2.4 正极活性物质软化脱落机理 117

2.5 正极活性物质物理特性的变化 118

2.6 充放电条件和杂质对电极失效的影响 118

3 早期容量损失 119

3.1 早期容量损失现象 119

3.2 早期容量损失模型 119

3.3 钝化与早期容量损失的区别 120

4 正极循环性能的改善 121

4.1 磷酸的作用 121

4.2 有机还原剂的作用 121

4.3 硫酸钴的作用 121

4.4 纤维材料 122

4.5 锑的作用 122

5.1 导电性添加剂 123

5 提高正极活性物质利用率的添加剂 123

5.2 无机类添加剂 124

5.3 有机和高分子材料 126

6 二氧化铅结构的检测方法 126

6.1 X射线衍射 126

6.2 核磁共振 128

6.3 热分析技术 129

6.4 光电子能谱和俄歇能谱 129

第6章 负极活性物质 130

1 铅电极的充放电机理 130

1.1 溶解沉淀和固相反应机理 130

1.2 钝化 130

1.3 充电过程 131

1.4 铅负极的自放电 132

2 添加剂的作用 134

2.1 负极比表面积的收缩 134

2.2 无机膨胀剂 134

2.3 有机膨胀剂 135

2.4 氢折出的阻化剂 138

2.5 干荷电极板与氧还原阻化剂 140

2.6 膨胀剂功能的电化学技术条件 142

2.7 电极--溶液界面上的吸咐 143

3 硫酸盐化及防止方法 145

2.1 起动用蓄电池结构 148

2 起动用蓄电池结构和设计 148

1.2 品种与规格 148

1.1 汽车起动用蓄电池的应用 148

1 应用与规格 148

第7章 汽车起动用蓄电池 148

2.2 汽车用蓄电池产品设计 155

3 产品性能和标准 160

3.1 我国现行标准 160

3.2 标准的比较 160

3.3 国外标准 161

4 新型起动用蓄电池 171

4.1 免维护和少维护蓄电池 171

4.2 扩展式板栅 174

4.3 80年代新型汽车蓄电池 174

1.1 通信用蓄电池 177

1.2 电力系统用蓄电池 177

第8章 工业用蓄电池 177

1 固定型蓄电池的应用与要求 177

1.3 备用电源 178

2 固定型蓄电池的分类与基本规格 178

2.1 分类 178

2.2 固定型防酸式蓄电池外观结构 178

2.3 固定型蓄电池基本规格及尺寸 178

2.4 固定型蓄电池的性能与标准 178

3 固定型蓄电池的设计与容量选择 179

3.1 固定型蓄电池设计 179

3.2 固定型电池容量标准 185

4.2 牵引用蓄电池的结构与基本规格 188

4.3 牵引用蓄电池的设计 188

4.1 牵引用蓄电池的应用与要求 188

4 牵引用蓄电池 188

4.4 井下防爆牵引用蓄电池的一般结构要求 190

4.5 设计计算举例 191

5 牵引用蓄电池性能与标准 193

5.1 牵引用蓄电池性能标准 193

5.2 防爆特殊型铅蓄电池性能标准 193

第9章 铁路及其他用途的铅蓄电池 197

1 铁路客车用蓄电池 197

1.1 铁路客车用蓄电池的结构 197

1.2 铁路客车用蓄电池的基本规格 197

1.3 铁路客车用铅蓄电池性能标准 198

2 铁路内燃机车用蓄电池 199

2.1 铁路内燃机车用蓄电池应用、结构与基本规格 199

2.2 铁路内燃机车用蓄电池性能标准 200

3.2 摩托车用蓄电池性能标准 202

3.1 摩托车用蓄电池应用、结构与基本规格 202

3 摩托车用蓄电池 202

4 矿灯用蓄电池 203

4.1 矿灯用蓄电池结构与基本规格 203

4.2 矿灯用蓄电池性能标准 204

第10章 阀控式密封铅蓄电池 205

1 概述 205

1.1 气体再化合的早期研究 205

1.2 早期的不流动电解液体系和免维护电池 206

1.3 阀控式密封铅酸蓄电池 207

2 阀控式密封铅酸蓄电池技术 208

2.1 充电和过充电时的析气反应 208

2.2 氧循环的基本原理 209

2.3 不流动电解液 210

2.4 氧复合效率表达式及其测定法 213

2.5 阀控式密封铅蓄电池的寿命和失效模式 216

2.6 阀控式密封铅蓄电池结构 218

3 设计中几个问题 221

3.1 电解液量 221

3.2 安全阀 223

3.3 滤酸片 225

3.4 隔膜 225

3.5 密封铅蓄电池中隔膜数量计算举例 227

3.6 电池化成注入酸浓度和体积的估算举例 228

4 阀控式密封铅蓄电池的生产工艺 229

4.1 铅及合金的纯度 229

4.3 化成方法 230

4.2 板栅合金 230

5 阀控式密封铅蓄电池标准 231

5.1 小型阀控式密封铅蓄电池标准 231

5.2 固定型阀控密封铅蓄电池标准 231

第11章 铅蓄电池生产的原材料和半成品 233

1 金属及合金 233

1.1 铅 233

1.2 铅合金 233

1.3 锑 235

2 硫酸及电解液 236

2.1 标准 236

2.2 硫酸 237

2.3 硫酸电解液的物理化学性质 241

3.1 腐植酸 243

3 活性物质的添加剂 243

3.2 木素及其衍生物 244

3.3 栲胶 245

3.4 合成鞣剂 247

3.5 炭素材料 247

3.6 短纤维 249

3.7 硫酸钡 249

4 隔板 249

4.1 概述 249

4.2 微孔硬橡胶隔板 249

4.3 烧结式聚氯乙烯(PVC)微孔塑料隔板 251

4.4 聚氯乙烯软质塑料隔板 251

4.5 玻璃纤维和聚丙烯隔板 251

4.7 蓄电池用排管和玻璃丝管 252

4.6 玻璃丝隔板及复合隔板 252

5 电池槽 253

5.1 硬橡胶电池槽 253

5.2 塑料电池槽 253

5.3 电池槽标准与性能要求 253

5.4 其他电池槽 253

6 封口用材料和防酸隔爆装置 255

6.1 沥青封口剂 255

6.2 环氧树脂封口剂 255

6.3 热封法粘合 255

6.4 防酸隔爆栓和密闭消氢栓 255

1.3 脱模剂 256

1.2 合金配制步骤 256

1.1 板栅生产流程 256

1 板栅 256

第12章 铅蓄电池的制造工艺 256

1.4 铅锑合金在液体状态下的性质 257

1.5 板栅铸造 257

1.6 板栅及零件铸造设备 259

2 生极板制造 260

2.1 生极板生产流程 260

2.2 铅粉的制造 260

2.3 纯水的制备 263

2.4 电解液配制 265

2.5 和膏工艺及设备 266

2.6 管式正极板的生产 272

2.7 极板的涂填、淋酸、固化、干燥 273

3.1 涂膏式极板的化成 276

3 极板化成与电池装配 276

3.2 管式和形成式极板的化成 284

3.3 不焊接化成 284

4 电池组装 285

4.1 组装电池工艺流程 285

4.2 极群焊接 285

4.3 电池装配 286

第13章 碱性蓄电池概论 290

1 碱性蓄电池正极活性物质 290

1.1 NiOOH正极 290

1.2 氧化银电极 293

2.3 锌电极 295

2.2 铁电极 295

2.1 镉电极 295

2 碱性蓄电池负极活性物质 295

3 碱性蓄电池电解液 296

3.1 电解液的基本要求 296

3.2 电解液(KOH)的性质 296

4 镉镍蓄电池极板和电池分类 298

第14章 镉镍袋式碱性蓄电池制造工艺 300

1 袋式碱性蓄电池生产流程 300

2 正极活性物质制造 301

2.1 Ni(OH)2的制备 301

2.2 Ni(OH)2的技术要求 301

3 负极活性物质制造 301

3.1 负极活性物料的组成 301

3.3 Fe3O4的制造 302

3.2 CdO的制造 302

3.4 负极活性物质中添加剂的作用和有害杂质的影响 303

4 极板制造 304

4.1 穿孔钢带制造 304

4.2 极板条制造 304

4.3 毛坏制造 304

4.4 极板成型 305

5 电池装配 305

5.1 正负极板组 305

5.2 电池装配 305

6.3 电解液中添加剂的影响 306

6.2 化成 306

6.1 化成电解液的配制 306

6 电池的化成与试漏 306

5.3 试密封 306

6.4 清洗、试漏 307

7 电池组组装 307

第15章 镉镍蓄电池板式极板的制造工艺 308

1 烧结式镉镍极板的生产 308

1.1 烧结式极板的生产流程 308

1.2 烧结式极板的生产工艺 308

2 非烧结式极板的生产 315

2.1 泡沫镍电极 315

2.2 塑料粘结式电极 315

2.3 非烧结式负极板的制造 315

3 开口式单体电池的装配 316

3.2 极板焊接 317

3.3 隔膜(隔离物)加工 317

3.4 电池装配 317

3.1 极板冲切 317

3.5 电池封口 318

3.6 电池试漏 318

4 电池化成 318

4.1 电解液配剂 318

4.2 电池化成 319

5 总装及组合 319

6 密封电池的装配及分类 319

6.3 电池分类 320

7 主要原材料技术规格 320

6.2 密封的措施 320

6.1 密封电池装配流程 320

第16章 锌银蓄电池制造工艺 322

1 正极活性物质的制备 322

2 负极活性物质的制备 323

3 隔膜的制造 323

4 正极板的制造 324

5 负极板的制造 324

6 单体电池装配 325

7 电解液的配制 326

8 主要原材料半成品技术要求 326

1.2 工作原理 328

1.1 概述 328

1.3 结构 328

1 镉镍袋式碱性蓄电池 328

第17章 各种碱性蓄电池 328

1.4 工作性能 329

1.5 充电性能 331

1.6 外形尺寸和重量 331

1.7 用途 331

2 开口镉镍烧结式碱性蓄电池 332

2.1 概述 332

2.2 工作原理 333

2.3 结构 333

2.4 工作性能 335

2.5 充电性能 339

2.7 蓄电池的失效 340

2.6 蓄电池维护 340

2.8 单体蓄电池及电池组设计 341

3 镉镍密封碱性蓄电池 341

3.1 概述 341

3.2 工作原理 342

3.3 电池结构 342

3.4 工作特性 344

3.5 充电特性 346

3.6 电池规格 346

4 锌银碱性蓄电池 348

4.1 概述 348

4.2 工作原理 348

4.3 结构 348

4.4 工作性能 349

4.5 国产锌银电池主要品种和规格 354

第18章 金属氢化物-镍蓄电池 356

1 概述 356

1.1 高压氢-镍与氢化物-镍蓄电池比较 356

1.2 金属氢化物-镍蓄电池发展概况 357

2 贮氢合金 358

2.1 贮氢合金的性质 358

2.2 吸氢电极寿命估算 361

2.3 吸氢电极自放电 361

3 贮氢合金分类 361

3.1 烯土镍系贮氢合金(AB5型) 361

3.2 Laves相贮氢合金(AB2相) 364

3.3 镁基贮氢合金 364

4.2 合金表面改性 365

4.1 吸氢电极的制备 365

4 吸氢电极 365

5 金属氢化物-镍电池 366

5.1 结构与充放电反应 366

5.2 MH-Ni电池的内压 368

参考文献 371

附录 375

附录1 IEC国际标准 375

附录2 日本工业标准 384

附录3 阀控式密封铅酸蓄电池生产厂家 392

附录4 中小型阀控密封铅蓄电池型号及生产厂家 394

附录5 大中小型阀控式密封铅蓄电池厂及其产品 396

附录6 阀控密封铅蓄电池壳体生产厂家及产品规格 404

附录7 超细玻璃纤维膜标准报批稿 409

附录8 各省市铅蓄电池厂一览表 410