化學(xué)電源技術(shù)及其應(yīng)用（第2版）

第1章化學(xué)電源概論1
1.1化學(xué)電源的工作原理與組成1
1.1.1化學(xué)電源的工作原理1
1.1.2化學(xué)電源的組成2
1.1.3化學(xué)電源的表示方法3
1.2化學(xué)電源的分類4
1.2.1按電解質(zhì)（液）的類型分類4
1.2.2按活性物質(zhì)的存在方式分類4
1.2.3按電池的特點(diǎn)分類4
1.2.4按電池工作性質(zhì)及儲(chǔ)存方式分類4
1.3原電池與電池的可逆性5
1.3.1氧化還原反應(yīng)5
1.3.2原電池7
1.3.3可逆電極9
1.3.4電池的可逆性10
1.4化學(xué)電源的性能11
1.4.1電動(dòng)勢(shì)與開(kāi)路電壓11
1.4.2內(nèi)阻12
1.4.3放電電壓與充電電壓13
1.4.4容量與比容量14
1.4.5能量與比能量16
1.4.6功率與比功率18
1.4.7效率與壽命19
1.4.8儲(chǔ)存性能與自放電20
1.5化學(xué)電源的應(yīng)用與發(fā)展20
1.5.1化學(xué)電源的選擇20
1.5.2化學(xué)電源的應(yīng)用21
1.5.3化學(xué)電源的發(fā)展22
習(xí)題與思考題24
第2章鉛酸蓄電池25
2.1概述25
2.1.1鉛酸蓄電池的發(fā)展史25
2.1.2鉛酸蓄電池的分類26
2.1.3鉛酸蓄電池的型號(hào)編制28
2.1.4鉛酸蓄電池的特點(diǎn)29
2.2鉛酸蓄電池的構(gòu)造30
2.2.1電極30
2.2.2電解液31
2.2.3隔板（膜）33
2.2.4電池槽33
2.2.5排氣栓34
2.2.6附件35
2.2.7裝配方式36
2.3鉛酸蓄電池的工作原理37
2.3.1放電過(guò)程37
2.3.2充電過(guò)程37
2.3.3蓄電池密封原理38
2.4鉛酸蓄電池的性能40
2.4.1內(nèi)阻特性40
2.4.2電壓特性42
2.4.3容量特性48
2.4.4自放電特性53
2.4.5壽命特性57
2.5鉛酸蓄電池的充電方法58
2.5.1恒流充電法58
2.5.2恒壓充電法59
2.5.3分級(jí)恒流充電法59
2.5.4先恒流后恒壓充電法60
2.5.5限流恒壓充電法60
2.5.6快速充電60
2.5.7浮充電61
2.6鉛酸蓄電池的運(yùn)行方式62
2.6.1充放電運(yùn)行方式62
2.6.2全浮充運(yùn)行方式62
2.6.3半浮充運(yùn)行方式65
2.7鉛酸蓄電池的失效模式66
2.7.1極板硫化66
2.7.2內(nèi)部短路69
2.7.3極板反極70
2.7.4正極板柵腐蝕71
2.7.5失水71
2.7.6熱失控73
2.7.7負(fù)極匯流排腐蝕73
2.8鉛酸蓄電池的維護(hù)74
2.8.1安裝方法74
2.8.2充電維護(hù)方法75
2.8.3日常維護(hù)77
2.8.4剩余容量的測(cè)量80
2.8.5落后鉛酸蓄電池的修復(fù)82
習(xí)題與思考題84
第3章堿性蓄電池86
3.1鎘鎳蓄電池86
3.1.1概述86
3.1.2基本組成88
3.1.3基本結(jié)構(gòu)91
3.1.4工作原理92
3.1.5主要性能95
3.1.6使用維護(hù)98
3.2氫化物鎳蓄電池103
3.2.1概述103
3.2.2基本結(jié)構(gòu)105
3.2.3工作原理110
3.2.4主要性能111
3.2.5使用維護(hù)113
3.3鋅銀蓄電池114
3.3.1概述114
3.3.2基本結(jié)構(gòu)117
3.3.3工作原理119
3.3.4主要性能119
3.3.5使用維護(hù)124
習(xí)題與思考題131
第4章鋰離子電池132
4.1概述132
4.1.1發(fā)展歷史132
4.1.2分類方法134
4.1.3電池型號(hào)134
4.1.4主要特點(diǎn)135
4.1.5應(yīng)用前景136
4.2液態(tài)鋰離子電池137
4.2.1基本結(jié)構(gòu)137
4.2.2工作原理144
4.2.3主要性能145
4.2.4使用維護(hù)146
4.3聚合物鋰離子電池147
4.3.1主要特點(diǎn)147
4.3.2基本結(jié)構(gòu)147
4.3.3主要性能149
4.4常用動(dòng)力型鋰離子電池150
4.4.1磷酸鐵鋰離子電池150
4.4.2三元鋰離子電池154
4.4.3兩種動(dòng)力型鋰離子電池應(yīng)用對(duì)比156
習(xí)題與思考題158
第5章鋰（原）電池159
5.1概述159
5.1.1發(fā)展歷史159
5.1.2主要優(yōu)點(diǎn)159
5.1.3基本類型160
5.2鋰二氧化錳電池161
5.2.1工作原理161
5.2.2基本結(jié)構(gòu)162
5.2.3主要性能163
5.3鋰二氧化硫電池164
5.3.1工作原理164
5.3.2基本結(jié)構(gòu)165
5.3.3主要性能165
5.4鋰亞硫酰氯電池167
5.4.1工作原理167
5.4.2基本結(jié)構(gòu)168
5.4.3主要性能171
5.5鋰碘電池173
5.5.1工作原理174
5.5.2基本結(jié)構(gòu)174
5.5.3主要性能175
5.6鋰氧化銅電池176
5.6.1工作原理176
5.6.2基本結(jié)構(gòu)176
5.6.3主要性能177
5.7鋰聚氟化碳電池179
5.7.1工作原理179
5.7.2基本結(jié)構(gòu)180
5.7.3主要性能180
5.7.4使用維護(hù)181
習(xí)題與思考題183
第6章燃料電池184
6.1燃料電池概述184
6.1.1發(fā)展歷史184
6.1.2主要特點(diǎn)與分類185
6.1.3基本組成與工作原理186
6.1.4燃料電池系統(tǒng)187
6.2燃料電池的燃料獲取189
6.2.1氫氣燃料的制備189
6.2.2氫氣燃料的凈化191
6.2.3氫氣燃料的儲(chǔ)運(yùn)192
6.3燃料電池的性能193
6.3.1電動(dòng)勢(shì)193
6.3.2理論效率194
6.3.3極化行為194
6.3.4實(shí)際效率195
6.3.5其他性能195
6.4堿性燃料電池196
6.4.1工作原理197
6.4.2基本結(jié)構(gòu)197
6.4.3CO2的毒化與吸收201
6.5磷酸燃料電池202
6.5.1工作原理203
6.5.2基本結(jié)構(gòu)204
6.5.3PAFC發(fā)電系統(tǒng)206
6.5.4工作條件對(duì)電池性能的影響208
6.6熔融碳酸鹽燃料電池210
6.6.1工作原理211
6.6.2基本結(jié)構(gòu)211
6.6.3MCFC發(fā)電系統(tǒng)214
6.6.4工作條件對(duì)電池性能的影響215
6.7固體氧化物燃料電池217
6.7.1工作原理217
6.7.2基本結(jié)構(gòu)218
6.7.3SOFC電池組229
6.7.4SOFC發(fā)電系統(tǒng)231
6.8質(zhì)子交換膜燃料電池232
6.8.1工作原理233
6.8.2基本結(jié)構(gòu)234
6.8.3水與熱的管理242
6.8.4電池性能246
6.8.5電池系統(tǒng)248
6.8.6應(yīng)用前景249
習(xí)題與思考題251
第7章其他化學(xué)電源253
7.1金屬空氣電池253
7.1.1鋅空氣電池254
7.1.2鋁空氣電池260
7.1.3鎂空氣電池265
7.1.4鋰空氣電池268
7.2電化學(xué)電容器271
7.2.1工作原理272
7.2.2基本結(jié)構(gòu)273
7.2.3主要特性274
7.2.4注意事項(xiàng)275
7.3氧化還原液流電池276
7.3.1工作原理276
7.3.2基本結(jié)構(gòu)277
7.3.3主要特性278
習(xí)題與思考題279
第8章電池管理系統(tǒng)280
8.1電池參數(shù)監(jiān)測(cè)280
8.1.1電池電壓測(cè)量280
8.1.2電池電流測(cè)量281
8.1.3電池溫度測(cè)量283
8.1.4電池內(nèi)阻測(cè)量284
8.2電池荷電狀態(tài)（SOC）估計(jì)285
8.2.1基于電路模型的電池SOC估計(jì)285
8.2.2基于安時(shí)積分法的電池SOC與可用容量估計(jì)295
8.2.3基于等效電路模型的卡爾曼濾波電池SOC估計(jì)297
8.3電池健康狀態(tài)（SOH）估計(jì)300
8.3.1鋰離子電池的老化300
8.3.2鋰離子電池SOH與SOC聯(lián)合估計(jì)303
8.4電池均衡管理304
8.4.1耗散型電壓均衡305
8.4.2非耗散型電壓均衡305
8.4.3相鄰型電壓均衡307
8.5電池低溫加熱管理307
8.5.1電池外部加熱管理307
8.5.2電池內(nèi)部加熱管理308
習(xí)題與思考題309
參考文獻(xiàn)310