二次電池科學(xué)與技術(shù)

目錄
叢書序
前言
第1章電池1
1.1電池基本概念1
1.1.1電池的歷史2
1.1.2電池技術(shù)的發(fā)展6
1.1.3電池的未來發(fā)展趨勢14
1.2電池種類19
1.2.1一次電池20
1.2.2二次電池20
1.3電池工作21
1.3.1放電21
1.3.2充電21思考題22
第2章電池的化學(xué)與物理原理23
2.1電化學(xué)23
2.1.1電化學(xué)的研究內(nèi)容及研究對象23
2.1.2電池的熱力學(xué)原理26
2.1.3電極電勢與電池電動(dòng)勢29
2.1.4電極過程36
2.1.5電化學(xué)測試方法46
2.2電池結(jié)構(gòu)56
2.2.1電極56
2.2.2電解質(zhì)61
2.2.3隔離物64
2.2.4其他組分65
2.3電池特性66
2.3.1電壓66
2.3.2電流67
2.3.3容量和比容量67
2.3.4能量和比能量69
2.3.5功率71
2.3.6放電深度71
2.3.7庫侖效率72
2.3.8電池內(nèi)阻72
2.3.9循環(huán)壽命72思考題73
第3章鉛酸電池74
3.1概述74
3.2鉛酸電池的電化學(xué)原理74
3.2.1電化學(xué)反應(yīng)74
3.2.2鉛-硫酸水溶液的電勢-pH圖77
3.3鉛酸電池的基本組成80
3.3.1板柵80
3.3.2二氧化鉛正極84
3.3.3鉛負(fù)極88
3.4鉛酸電池的制造工藝90
3.4.1板柵制造91
3.4.2鉛粉制造91
3.4.3鉛膏的配制92
3.4.4生極板制造93
3.4.5極板化成94
3.4.6電池裝配95
3.5閥控式鉛酸電池95
3.5.1VRLA電池的化學(xué)原理96
3.5.2VRLA電池的結(jié)構(gòu)97
3.5.3VRLA電池的性能特征101
3.5.4VRLA電池的安全與操作106
3.5.5VRLA電池的應(yīng)用與研究進(jìn)展107
3.6鉛炭電池107
3.6.1鉛炭電池的結(jié)構(gòu)和原理108
3.6.2鉛炭電池的負(fù)極和碳材料110
3.6.3鉛炭電池的正極活性物質(zhì)111
3.6.4鉛炭電池的應(yīng)用領(lǐng)域111
3.7鉛酸電池的發(fā)展方向112
3.7.1全固態(tài)鉛酸電池112
3.7.2基于可溶性Pb2+的液流電池112
3.7.3新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)112
思考題113
第4章鎳氫電池114
4.1概述114
4.2鎳氫電池的組成114
4.2.1鎳正極114
4.2.2儲(chǔ)氫合金負(fù)極122
4.2.3儲(chǔ)氫合金的生產(chǎn)130
4.3鎳氫電池的工作原理137
4.3.1正極工作原理139
4.3.2負(fù)極工作原理143
4.3.3鎳氫電池的失效機(jī)制146
4.4鎳氫電池的結(jié)構(gòu)類型150
4.4.1圓柱形結(jié)構(gòu)150
4.4.2方形結(jié)構(gòu)152
4.4.3其他結(jié)構(gòu)153
4.5前景與展望154
思考題155
第5章鋰離子電池156
5.1概述156
5.2鋰離子電池的工作原理158
5.3鋰離子電池的工作特點(diǎn)159
5.4正極材料160
5.4.1層狀鈷酸鋰161
5.4.2尖晶石錳酸鋰163
5.4.3聚陰離子型材料165
5.4.4三元材料169
5.4.5富鋰材料172
5.4.6其他正極材料174
5.5負(fù)極材料176
5.5.1碳基材料176
5.5.2非碳基材料181
5.6電解質(zhì)185
5.6.1非水液體電解質(zhì)185
5.6.2電解質(zhì)鋰鹽189
5.6.3電解質(zhì)添加劑190
5.7全固態(tài)鋰離子電池192
5.7.1固態(tài)電解質(zhì)193
5.7.2無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)194
5.7.3聚合物電解質(zhì)196
5.7.4凝膠聚合物電解質(zhì)197
5.7.5全固態(tài)鋰離子電池的電極材料199
5.8隔膜材料199
5.8.1鋰離子電池隔膜的制備方法200
5.8.2鋰離子電池隔膜的研究現(xiàn)狀202
5.8.3鋰離子電池隔膜的發(fā)展趨勢203
5.9鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)203
5.9.1卷繞式結(jié)構(gòu)204
5.9.2疊層式結(jié)構(gòu)204
5.9.3電池模組205
5.9.4鋰離子電池電芯組裝成組206
5.10鋰離子電池的研究現(xiàn)狀及展望207
思考題208
第6章鋰硫電池和鋰空氣電池209
6.1概述209
6.2鋰硫電池209
6.2.1工作原理211
6.2.2正極213
6.2.3隔膜218
6.2.4電解質(zhì)219
6.2.5負(fù)極221
6.3鋰空氣電池222
6.3.1工作原理223
6.3.2正極225
6.3.3電解質(zhì)228
6.3.4負(fù)極230
6.3.5固態(tài)鋰空氣電池231
6.3.6水系鋰空氣電池232
6.4總結(jié)與展望233思考題234
第7章二次電池的回收利用235
7.1鉛酸電池的回收利用235
7.1.1鉛酸電池報(bào)廢原理235
7.1.2回收技術(shù)235
7.1.3工藝現(xiàn)狀238
7.1.4總結(jié)239
7.2鎳氫電池的回收利用239
7.2.1機(jī)械回收法239
7.2.2火法冶金技術(shù)240
7.2.3濕法冶金技術(shù)241
7.2.4生物冶金技術(shù)241
7.2.5正、負(fù)極分開處理技術(shù)242
7.2.6廢舊鎳氫電池再生技術(shù)244
7.3鋰離子電池的回收利用244
7.3.1鋰離子電池回收現(xiàn)狀245
7.3.2鋰離子電池預(yù)處理245
7.3.3有價(jià)金屬提取過程246
7.3.4正極回收249
7.3.5石墨負(fù)極回收253
7.3.6電解質(zhì)回收254
7.3.7結(jié)論及展望255
思考題256
參考文獻(xiàn)257