化學電源技術及其應用（第2版）

第1章化學電源概論1
1.1化學電源的工作原理與組成1
1.1.1化學電源的工作原理1
1.1.2化學電源的組成2
1.1.3化學電源的表示方法3
1.2化學電源的分類4
1.2.1按電解質（液）的類型分類4
1.2.2按活性物質的存在方式分類4
1.2.3按電池的特點分類4
1.2.4按電池工作性質及儲存方式分類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化學電源的性能11
1.4.1電動勢與開路電壓11
1.4.2內阻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儲存性能與自放電20
1.5化學電源的應用與發(fā)展20
1.5.1化學電源的選擇20
1.5.2化學電源的應用21
1.5.3化學電源的發(fā)展22
習題與思考題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鉛酸蓄電池的型號編制28
2.1.4鉛酸蓄電池的特點29
2.2鉛酸蓄電池的構造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放電過程37
2.3.2充電過程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鉛酸蓄電池的運行方式62
2.6.1充放電運行方式62
2.6.2全浮充運行方式62
2.6.3半浮充運行方式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負極匯流排腐蝕73
2.8鉛酸蓄電池的維護74
2.8.1安裝方法74
2.8.2充電維護方法75
2.8.3日常維護77
2.8.4剩余容量的測量80
2.8.5落后鉛酸蓄電池的修復82
習題與思考題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基本結構91
3.1.4工作原理92
3.1.5主要性能95
3.1.6使用維護98
3.2氫化物鎳蓄電池103
3.2.1概述103
3.2.2基本結構105
3.2.3工作原理110
3.2.4主要性能111
3.2.5使用維護113
3.3鋅銀蓄電池114
3.3.1概述114
3.3.2基本結構117
3.3.3工作原理119
3.3.4主要性能119
3.3.5使用維護124
習題與思考題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134
4.1.4主要特點135
4.1.5應用前景136
4.2液態(tài)鋰離子電池137
4.2.1基本結構137
4.2.2工作原理144
4.2.3主要性能145
4.2.4使用維護146
4.3聚合物鋰離子電池147
4.3.1主要特點147
4.3.2基本結構147
4.3.3主要性能149
4.4常用動力型鋰離子電池150
4.4.1磷酸鐵鋰離子電池150
4.4.2三元鋰離子電池154
4.4.3兩種動力型鋰離子電池應用對比156
習題與思考題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基本結構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基本結構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基本結構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基本結構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基本結構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基本結構180
5.7.3主要性能180
5.7.4使用維護181
習題與思考題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氫氣燃料的儲運192
6.3燃料電池的性能193
6.3.1電動勢193
6.3.2理論效率194
6.3.3極化行為194
6.3.4實際效率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基本結構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基本結構204
6.5.3PAFC發(fā)電系統(tǒng)206
6.5.4工作條件對電池性能的影響208
6.6熔融碳酸鹽燃料電池210
6.6.1工作原理211
6.6.2基本結構211
6.6.3MCFC發(fā)電系統(tǒng)214
6.6.4工作條件對電池性能的影響215
6.7固體氧化物燃料電池217
6.7.1工作原理217
6.7.2基本結構218
6.7.3SOFC電池組229
6.7.4SOFC發(fā)電系統(tǒng)231
6.8質子交換膜燃料電池232
6.8.1工作原理233
6.8.2基本結構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應用前景249
習題與思考題251
第7章其他化學電源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電化學電容器271
7.2.1工作原理272
7.2.2基本結構273
7.2.3主要特性274
7.2.4注意事項275
7.3氧化還原液流電池276
7.3.1工作原理276
7.3.2基本結構277
7.3.3主要特性278
習題與思考題279
第8章電池管理系統(tǒng)280
8.1電池參數(shù)監(jiān)測280
8.1.1電池電壓測量280
8.1.2電池電流測量281
8.1.3電池溫度測量283
8.1.4電池內阻測量284
8.2電池荷電狀態(tài)（SOC）估計285
8.2.1基于電路模型的電池SOC估計285
8.2.2基于安時積分法的電池SOC與可用容量估計295
8.2.3基于等效電路模型的卡爾曼濾波電池SOC估計297
8.3電池健康狀態(tài)（SOH）估計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電池內部加熱管理308
習題與思考題309
參考文獻310