Maintenance-Free Batteries:A Handbook of Battery Technology

1. 序论
1.1 免维护蓄电池
1.1.1 密封镉/镍蓄电池和金属氢化物/镍蓄电池
1.1.2 阀控铅酸蓄电池
1.1.2.1 阀控铅酸蓄电池的命名
1.2 历史
2. 基本原理
2.1 电化学电池
2.2 平衡参数或热力学参数
2.2.1 平衡电压
2.2.1.1 与反应物质浓度的关系
2.2.1.2 温度系数
2.2.2 单个电极电位
2.2.3 参比电极
2.2.3.1 标准氢电极
2.2.3.2 铅酸蓄电池用参比电极
2.2.3.3 镉/镍蓄电池用参比电极
2.2.4 可逆热效应
2.2.4.1 热值电(Calorific Voltage)
2.3 电流流动,动力学参数
2.3.1 扩散
2.3.2 迁移和迁移数
2.3.3 迁越(电子传递或电荷传递)过程
2.3.3.1 塔费尔(TAFEL)线
2.3.4 浓差过电位
2.3.4.1 极限电流
2.3.5 混合电位
2.3.6 温度的影响
2.4 热效应
2.4.1 电流的热效应(焦耳效应)
2.4.2 产生的总热量
2.5 蓄电池的热效应
2.5.1 热效应,热容量
2.5.1.1 绝热效应
2.5.2 散热
2.5.2.1 穿过壳壁的热流动
2.5.2.2 辐射散热
2.5.2.3 空气对流形成的散热
2.5.2.4 壳体底部和联接件的热传导
2.5.3 强迫冷却
2.6 水溶液电解液
2.6.1 电化学水分解
2.6.1.1 热力学数据
2.6.1.2 平衡电压
2.6.1.3 平衡电压与浓度和压力的依从性
2.6.1.4 可逆热效应,热值电压
2.6.1.5 质量和体积当量
2.6.2 与周围大气的气体交换
2.6.2.1 流过排气口的气流
2.6.2.2 扩散式气体流动
2.6.2.3 气体流动与扩散
2.6.3 气体的溶解性
2.6.3.1 液相中的气体传输速率
2.6.3.2 扩散速率的压力依从性-
2.6.4 水蒸气与周围大气的交换
2.6.4.1 蒸汽压
2.6.4.2 蒸汽压的温度依从性
2.6.4.3 温度
2.6.4.4 湿度与温度的关系
2.6.4.5 硫酸的蒸汽压
2.6.4.6 氢氧化钾水溶液的蒸汽压
2.6.5 电池因蒸发失去水蒸气
2.6.5.1 水蒸气饱和湿润氢气
2.6.5.2 透过电池壳壁的失水方式
2.6.6 液雾的形成
3. 电池的参数和定义
3.1 电池和电池组
3.2 容量
3.3 放电参数
3.3.1 放电电流的影响,数据的表述方式
3.3.2 温度对容量的影响
3.4 深放电
3.4.1 铅酸蓄电池的深放电
3.5 充电参数
3.5.1 充电接受能力,充电-电流效率
3.5.2 充电效率
3.6 内阻
3.6.1 直流方法
3.6.1.1 短路电流
3.6.2 交流方法;电池阻抗;电池电导
3.6.3 实测数据,两种方法的比较
3.6.4 电导测量——一种质量控制工具
3.7 使用寿命,概率寿命
3.7.1 太阳能的储存
4. 铅酸蓄电池
4.1 铅酸蓄电池的热力学
4.1.1 充电/放电反应
4.1.1.1 硫酸的离解
4.2 热力学参数
4.2.1 平衡电压
4.2.1.1 单个电极的电位
4.2.1.2 比重
4.2.1.3 温度系数
4.2.1.4 可逆热效应,热值电压
4.2.2 与重量有关的量
4.2.3 热容量(比热)
4.3 动力学效应
4.3.1 迁移效应
4.4 自放电,副反应
4.4.1 负电极的自放电反应
4.4.2 正电极的自放电反应
4.4.3 自放电量
4.5 热效应
4.5.1 放电期间产生的热量
4.5.2 充电期间产生的热量
4.5.3 蓄电池的热效应
4.5.3.1 热参数
4.5.3.2 放电期间的绝热温升过程
4.5.3.3 放电期间的散热
4.5.3.4 放电期间的最大温升
4.5.3.5 充电期间的温升
4.5.3.6 热失控
4.5.3.7 过热效应
4.6 硫酸-活性物质
4.6.1 硫酸的导电率
4.6.2 硫酸的冰点
4.6.3 电解液分层
4.6.4 电解液的固定化
4.6.4.1 玻璃纤维毡吸收电解液(AGM)
4.6.4.2 加SiO_2的凝胶电解液
4.6.4.3 两种固定电解液技术的差异
4.6.4.4 内阻
4.6.4.5 重力的影响
4.7 作为导电材料的铅
4.7.1 开路电压下的腐蚀
4.7.2 铅腐蚀的电化学影响
4.7.3 铅酸蓄电池用合金
4.7.4 决定腐蚀的参数
4.7.4.1 电极电位的影响
4.7.4.2 温度的影响
4.7.5 板栅增长
4.7.6 特殊类型的腐蚀
4.7.6.1 间隙腐蚀
4.7.6.2 负电极极群上的腐蚀
4.8 铜芯和铜板栅
5. 镉/镍蓄电池
5.1 镉/镍蓄电池的热力学
5.1.1 充电/放电反应
5.1.2 平衡电压或开路电压
5.1.2.1 单个电极的电位
5.1.3 可逆热效应,热值电压
5.1.4 平衡电压的温度系数
5.1.5 与重量有关的数值
5.1.6 热容量(比热)
5.2 动力学效应
5.2.1 负电极上的反应
5.2.2 正电极上的反应
5.2.2.1 镍/氢氧化镍电极的特性
5.2.2.2 剩余容量,第二放电平台
5.3 自放电
5.3.1 自放电量
5.4 热效应
5.4.1 放电期间产生的热
5.4.2 充电期间产生的热
5.4.3 蓄电池的热效应
5.4.3.1 排气式蓄电池的热效应
5.4.3.2 密封电池在放电期间的热效应
5.4.3.3 密封电池在充电期间的热效应
5.5 镉/镍蓄电池用电解液
5.5.1 电解液组分的影响
5.5.2 氢氧化钠(NaOH)电解液
5.5.3 固定化的电解液
5.6 腐蚀
6. 氢/镍和金属氢化物/镍蓄电池
6.1 氢/镍蓄电池
6.1.1 副反应
6.1.1.1 自放电
6.2 热力学参数
6.2.1 与重量相关的量
6.3 储氢合金
6.3.1 金属间氢化物
6.4 低压氢/镍蓄电池
6.5 金属氢化物/镍蓄电池的负电极
6.5.1 形成氢化物的热效应
6.5.2 负电极材料的制造
6.6 金属氢化物/镍蓄电池的一般特性
6.6.1 自放电
6.6.2 热效应
7. 电解液和水损失
7.1 电解液的直接损失,液雾的形成
7.2 铅酸蓄电池的水分解
7.2.1 塔费尔线
7.2.2 失水率和自放电
7.2.2.1 氢析出导致的失水
7.2.2.2 氧析出导致的失水
7.2.2.3 腐蚀导致的失水
7.2.2.4 蓄电池的失水量
7.2.3 影响水损失和自放电的参数
7.2.3.1 影响氧析出速率的参数
7.2.3.2 影响氢析出速率的参数
7.3 镉/镍蓄电池的水分解
7.3.1 镉/镍蓄电池的塔费尔线
7.4 金属氢化物/镍电池的水分解
7.5 减少水分解的方法
7.5.1 最少过充电法
7.5.1.1 免维护起动蓄电池
7.5.1.2 铅酸蓄电池中酸液的强迫搅拌
7.5.2 气体催化再化合
7.5.3 气体析出的逆向反应,内部气体循环
7.5.3.1 氢的氧化
7.5.3.2 氧的还原
7.5.3.3 铅酸蓄电池中的辅助电极
7.5.3.4 密封镉/镍蓄电池中的辅助电极
8. 内部氧循环
8.1 密封镉/镍蓄电池
8.1.1 充电余量
8.1.2 放电余量
8.1.3 反极保护(去极化物质Antipolar Material)
8.1.4 随时间而变化的因素
8.2 金属氢化物/镍蓄电池
8.2.1 充电余量与放电余量
8.3 阀控铅酸蓄电池
8.3.1 有限的再化合效率
8.3.2 再化合效率100%时的电流平衡
8.3.3 模拟模型
8.3.3.1 实例1 “标准型蓄电池”
8.3.3.2 实例2 氢析出速率超过腐蚀速率
8.3.3.3 实例3 腐蚀速率大于氢析出速率
8.3.4 试验结果
8.3.5 内部氧循环效率
8.3.6 随时间而变化的电极容量配置
8.3.7 板栅合金的影响
9. 蓄电池制造技术
9.1 蓄电池零部件用材料
9.2 活性物质
10. 铅酸蓄电池的制造技术
10.1 活性物质
10.1.1 正电极活性物质
10.1.1.1 正电极活性物质的衰变
10.1.1.2 锑、锡和磷酸的作用
10.1.2 负电极活性物质
10.2 板栅
10.2.1 制造板栅的方法
10.3 极群组的连接(顶部铅)
10.4 隔板
10.5 电池壳体
10.6 阀的设计
10.7 蓄电池的生产过程
10.7.1 槽化成,干式荷电负极板
10.7.2 蓄电池的组装
10.7.3 电池化成
10.7.4 管式极板蓄电池
10.7.5 灌酸
10.8 铅酸蓄电池的设计
10.8.1 便携式蓄电池
10.8.1.1 微型蓄电池
10.8.2 固定型蓄电池
10.8.3 牵引用蓄电池
10.8.4 起动用蓄电池(SLI)
10.8.4.1 摩托车用起动蓄电池
10.8.5 休闲和游乐用蓄电池
10.8.6 航空蓄电池
11. 镉/镍蓄电池的制造技术
11.1 活性物质
11.1.1 正电极活性物质[NiOOH/Ni(OH_2)]
11.1.1.1 石墨的氧化
11.1.2 负电极活性物质[Cd/Cd(OH_2)]
11.1.3 记忆效应
11.2 电极类型
11.2.1 管武电极
11.2.2 袋式电极
11.2.3 压制电极
11.2.4 烧结电极
11.2.4.1 烧结基板灌注活性物质
11.2.4.2 电极的化成——电极容量配置
11.2.5 纤维电极
11.2.6 泡沫电极
11.2.7 塑料粘结负电极
11.2.8 电沉积电极(负电极)
11.3 壳体
11.4 阀的设计
11.5 蓄电池的设计
11.5.1 纽扣电池
11.5.1.1 纽扣电池中的辅助电极
11.5.1.2 浮充电用纽扣电池
11.5.1.3 叠层纽扣电池
11.5.1.4 连接端子的设计
11.5.1.5 塑料盒中的蓄电池组
11.5.1.6 币式电池
11.5.2 圆柱形电池
11.5.2.1 圆柱形电池的组装,电源堆
11.5.3 方形蓄电池
11.5.3.1 整体蓄电池
11.5.3.2 装有辅助电极的方形蓄电池
11.5.4 半密封蓄电池
11.5.5 航天用电池
12. 金属氢化物/镍电池的制造技术
12.1 负电极材料
12.2 氢化物/镍电池的设计
12.3 电动汽车用电池
13. 蓄电池的充电
13.1 铅酸蓄电池的充电
13.1.1 恒电压充电,浮充电
13.1.1.1 浮充电压
13.1.1.2 浮充电压的温度修正
13.1.1.3 每个电池组中单体电池的数量
13.1.1.4 各单体电池电压的调节
13.1.1.5 充电速率,初始充电电流
13.1.1.6 并联蓄电池的浮充电
13.1.1.7 浮充电期间的氢析出
13.1.2 恒定电流充电
13.1.2.1 涓流充电
13.1.3 锥形充电
13.1.4 充放循环用蓄电池的充电方法
13.1.5 增压充电
13.1.6 储存期间的补充电
13.2 密封镉/镍蓄电池的充电
13.2.1 恒流充电
13.2.2 加速充电方法
13.2.2.1 控制电压和控制温度的充电
13.2.2.2 快速充电
13.2.2.3 时间控制充电
13.2.2.4 电量控制充电
13.2.3 金属氢化物/镍蓄电池的充电
14. 蓄电池的监测和管理
14.1 蓄电池的监测
14.1.1 蓄电池监测的急迫性
14.1.1.1 阀控铅酸蓄电池监测的急迫性
14.1.1.2 对监测系统的要求
14.1.2 离线监测
14.1.2.1 传统(排气)铅酸蓄电池
14.1.2.2 阀控铅酸蓄电池
14.1.2.3 自动离线测量装置
14.1.3 在线监测
14.1.4 阻抗的测定
14.2 蓄电池的管理
14.3 智能蓄电池(Smart Batteries)
15. 蓄电池的储存、老化和废电池的处理
15.1 蓄电池的储存
15.1.1 “湿式”铅酸蓄电池的储存
15.1.2 “干式荷电”铅酸蓄电池的储存
15.1.3 铅酸蓄电池“倒空”储存
15.1.4 阀控铅酸蓄电池的储存
15.1.5 充电状态的确定
15.1.6 镉/镍蓄电池和金属氢化物/镍蓄电池的储存
15.2 蓄电池的老化,预期寿命
15.2.1 维护
15.2.2 温度对蓄电池寿命的影响
15.2.3 铅酸蓄电池的老化效应
15.2.4 镉/镍和金属氢化物/镍蓄电池的老化效应
15.2.5 试验程序
15.3 废旧蓄电池的处理
15.3.1 ISO回收标志
15.3.2 蓄电池的回收利用
15.3.2.1 铅酸蓄电池的回收利用
15.3.2.2 镉/镍蓄电池的回收利用
16. 标准与规定
16.1 国家标准
16.2 国际标准
16.3 欧洲标准
16.4 标准实例IEC 896-2(1995)
16.4.1 影响性能的参数
16.4.2 有关安全和使用寿命的参数
16.4.2.1 IEC 896-2的“滥用试验”