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出版时间:2026-08

出版社:化学工业出版社

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  • 化学工业出版社
  • 9787122493101
  • 1版
  • 16开
  • 2026-08
  • 493
  • 本科
作者简介
李晓峰,博士,郑州轻工业大学,教授。河南省高校骨干青年教师,长期从事化学电源的教学及科研工作,获河南省教育系统教学技能竞赛(高校化学)二等奖(2010年),先后主持省部级项目1项、厅级项目2项。获河南省科技进步奖三等奖1项、河南省自然科学学术奖1项。在国内外重要学术期刊公开发研究论文40余篇,其中SCI收录20余篇,授权发明专利2项。
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目录
第 1 章 电化学理论基础 001
1. 1 电极/电解液界面的结构和基本性质 002
1.1.1 双电层的形成 002
1.1.2 双电层的斯特恩模型 003
1.1.3 紧密层的结构 003
1. 2 电极电位和电池电动势 004
1.2.1 电极电位 004
1.2.2 电池电动势 005
1.2.3 电池电动势的温度系数 006
1. 3 电极过程概述 006
1.3.1 电极的极化 006
1.3.2 极化曲线及其测量方法 007
1.3.3 电极过程的基本历程和速度控制步骤 008
1. 4 电子转移步骤动力学 009
1.4.1 电极电位对反应速率的影响 009
1.4.2 稳态电化学极化公式 010
1. 5 液相传质步骤动力学 011
1.5.1 液相传质的三种方式 012
1.5.2 稳态扩散过程 012
1.5.3 浓差极化公式 014
1. 6 电化学极化和浓差极化共存时的动力学 015

第 2 章 化学电源基础知识 017
2. 1 化学电源发展简史 018
2. 2 化学电源的特点 019
2. 3 化学电源的工作原理 019
2. 4 化学电源的组成 021
2.4.1 电极 021
2.4.2 电解质 021
2.4.3 隔膜 022
2.4.4 外壳 022
2. 5 化学电源的分类 022
2.5.1 按化学电源系列分类 023
2.5.2 按化学电源的工作性质和使用特征分类 023
2. 6 化学电源中的多孔电极 024
2.6.1 多孔电极的特点 024
2.6.2 多孔电极的分类 025
2.6.3 多孔电极的行为 025
2. 7 化学电源的电性能 027
2.7.1 电动势和开路电压 027
2.7.2 内阻 028
2.7.3 放电电压和充电电压 029
2.7.4 容量和比容量 031
2.7.5 能量和比能量 034
2.7.6 功率和比功率 037
2.7.7 储存性能和自放电 038
2.7.8 循环寿命 039
2. 8 化学电源的组合 039
2.8.1 电池的串联 040
2.8.2 电池的并联 040
2.8.3 电池的复联 040
2.8.4 电池组合技术 041
化学电源中的思政元素 (1)——《中国制造2025》中的新能源汽车和动力电池 041

第 3 章 锌锰电池 043
3. 1 概述 044
3.1.1 锌锰电池的分类及命名 044
3.1.2 锌锰电池材料 045
3. 2 二氧化锰电极 047
3.2.1 二氧化锰电极反应机理 047
3.2.2 二氧化锰电极过程的影响因素 051
3. 3 锌电极 052
3.3.1 锌电极的阳极氧化过程 052
3.3.2 锌电极的钝化 052
3.3.3 锌电极的自放电 053
3. 4 锌锰电池的电池反应 054
3.4.1 碱性介质中锌锰电池 (碱锰电池)的电池反应 054
3.4.2 中性介质中锌锰电池的电池反应 055
3. 5 锌锰电池的电性能 056
3.5.1 开路电压与工作电压 056
3.5.2 电池的内阻 057
3.5.3 容量及其影响因素 057
3.5.4 储存性能 060
3.5.5 高温性能和低温性能 061
3. 6 锌锰电池的制造工艺 061
3.6.1 糊式锌锰电池 061
3.6.2 纸板电池 063
3.6.3 叠层锌锰电池 065
3.6.4 碱性锌锰电池 065
3.6.5 可充碱性锌锰电池 068

第 4 章 铅酸蓄电池 069
4. 1 概述 070
4.1.1 铅酸蓄电池的发展 070
4.1.2 铅酸蓄电池的优缺点 071
4.1.3 铅酸蓄电池的型号 071
4.1.4 铅酸蓄电池的分类 072
4. 2 铅酸蓄电池的基本结构 073
4.2.1 正、负极板 073
4.2.2 电解液 074
4.2.3 隔板和电池槽 074
4. 3 铅酸蓄电池的工作原理 075
4. 4 铅酸蓄电池的热力学基础 076
4.4.1 电池电动势 076
4.4.2 铅-硫酸水溶液的电位-pH 图 077
4.4.3 铅酸蓄电池正常工作的条件 080
4. 5 板栅 081
4.5.1 板栅的作用 081
4.5.2 对板栅材料的要求 081
4.5.3 铅合金材料 082
4.5.4 其他板栅材料 084
4.5.5 板栅的构型 084
4. 6 二氧化铅正极 085
4.6.1 PbO2 的晶体结构及性能 085
4.6.2 两种晶型的形成条件和转变 086
4.6.3 正极充放电机理 086
4.6.4 正极活性物质 PbO2 的性能变化 088
4.6.5 正极活性物质的添加剂 089
4.6.6 正极板栅的腐蚀 090
4. 7 铅负极 091
4.7.1 铅负极的反应机理 091
4.7.2 铅负极的钝化 092
4.7.3 铅负极的自放电 092
4.7.4 负极活性物质的收缩与添加剂 093
4.7.5 铅负极的不可逆硫酸盐化及其防治方法 094
4. 8 隔板和电池槽 095
4.8.1 隔板 095
4.8.2 电池槽及其密封技术 096
4. 9 铅酸蓄电池的电性能 097
4.9.1 铅酸蓄电池的电压与充放电特性 097
4.9.2 铅酸蓄电池的容量及其影响因素 098
4.9.3 铅酸蓄电池的失效模式和循环寿命 099
4.9.4 铅酸蓄电池的充电接受能力 100
4. 10 阀控式铅酸蓄电池 100
4.10.1 特点 100
4.10.2 工作原理 101
4.10.3 铅酸蓄电池密封措施 102
4.10.4 VRLA 蓄电池的两类技术 103
4. 11 铅酸蓄电池的生产工艺 104
4.11.1 板栅的制造 104
4.11.2 铅粉的制造 105
4.11.3 铅膏的配制 106
4.11.4 生极板的制造 107
4.11.5 极板化成 108
4.11.6 电池装配 111

第 5 章 镉镍电池 112
5. 1 概述 113
5. 2 镉镍电池的工作原理 113
5.2.1 成流反应 113
5.2.2 电极电位与电动势 114
5. 3 镍电极 114
5.3.1 镍电极的反应机理 114
5.3.2 镍电极的添加剂 116
5.3.3 镍电极材料的制备 117
5. 4 镉电极 118
5.4.1 镉电极的反应机理 118
5.4.2 镉电极的钝化 119
5.4.3 镉电极的充电效率与自放电 119
5.4.4 镉电极材料的制备 120
5. 5 镉镍电池的电性能 120
5.5.1 充放电特性 120
5.5.2 记忆效应 121
5.5.3 循环寿命 122
5.5.4 自放电 122
5. 6 镉镍电池的制造工艺 122
5.6.1 袋式电极的制造 122
5.6.2 烧结式电极的制造 123
5.6.3 黏结式电极的制造 125
5.6.4 发泡式电极的制造 126
5.6.5 纤维式电极的制造 127
5.6.6 电沉积式镉电极的制造 127
5.6.7 密封式镉镍电池的制造 127

第 6 章 金属氢化物镍电池 129
6. 1 概述 130
6. 2 MH-Ni 电池的工作原理 130
6. 3 储氢合金 131
6.3.1 储氢合金的性质 132
6.3.2 储氢合金的分类 134
6.3.3 AB5 型储氢合金 135
6.3.4 AB2 型 Laves相储氢合金 136
6.3.5 储氢合金的制备 136
6. 4 储氢合金电极 137
6.4.1 储氢合金电极的制备 137
6.4.2 储氢合金电极的性能衰减 138
6.4.3 储氢合金的表面处理技术 139
6. 5 MH-Ni 电池的电性能 139
6.5.1 充放电特性 139
6.5.2 温度特性 140
6.5.3 自放电特性 140
6.5.4 循环性能 141

第 7 章 锌银电池 142
7. 1 概述 143
7. 2 锌银电池的工作原理及类型 143
7.2.1 工作原理 143
7.2.2 类型 144
7. 3 氧化银电极 147
7.3.1 充放电特性 147
7.3.2 氧化银电极的自放电 149
7. 4 锌负极 150
7.4.1 锌的阳极钝化 151
7.4.2 锌的阴极沉积 153
7. 5 锌银电池的电性能 154
7.5.1 充放电性能 154
7.5.2 循环寿命 155
7. 6 锌银电池的制造工艺 158
7.6.1 电极制备 158
7.6.2 隔膜和电解液 159
7.6.3 电池装配 160

第 8 章 锂电池 163
8. 1 概述 164
8.1.1 锂电池的发展与特点 164
8.1.2 锂电池的分类 165
8. 2 锂一次电池的电极材料与电解液 166
8.2.1 正极材料 166
8.2.2 锂金属负极 167
8.2.3 电解液 168
8. 3 Li-MnO2 电池 172
8.3.1 Li-MnO2 电池的基本原理 172
8.3.2 Li-MnO2 电池的结构与制备 173
8.3.3 Li-MnO2 电池的电化学特性 174
8. 4 Li-SOCl2 电池 175
8.4.1 Li-SOCl2 电池的基本原理 175
8.4.2 Li-SOCl2 电池的结构和制造工艺 176
8.4.3 Li-SOCl2 电池的电化学特性 177
8. 5 Li-SO2 电池 178
8.5.1 Li-SO2 电池的基本原理 178
8.5.2 Li-SO2 电池的结构与制造工艺 179
8.5.3 Li-SO2 电池的电化学特性 179
8. 6 Li-(CFx)n 电池 181
8.6.1 Li-(CFx)n 电池的原理与基本特点 181
8.6.2 Li-(CFx)n 电池的反应机制 182
8.6.3 Li-(CFx)n 电池的发展趋势 183
8. 7 锂二次电池的金属锂负极 183
8.7.1 金属锂负极存在的问题 183
8.7.2 锂枝晶生成原理 184
8.7.3 金属锂负极结构优化 185
8.7.4 电解液优化 185
8.7.5 金属锂负极的固体电解质界面优化 187
8.7.6 金属锂负极的展望 188
8. 8 Li-S 电池 188
8.8.1 Li-S电池的特点及基本原理 188
8.8.2 Li-S电池的主要挑战及改进策略 190
8.8.3 硫正极 190
8.8.4 Li-S电池电解液 191
8. 9 固态锂电池 191
8.9.1 固态锂电池的特点及基本原理 191
8.9.2 固态电解质 192
化学电源中的思政元素 (2)——锂电池在国防经济和军事装备中的运用 195

第 9 章 锂离子电池 197
9. 1 概述 198
9.1.1 锂离子电池的发展史 198
9.1.2 锂离子电池的工作原理 198
9.1.3 锂离子电池的特点和应用 199
9. 2 锂离子电池正极材料 200
9.2.1 钴酸锂 201
9.2.2 磷酸亚铁锂 202
9.2.3 锰酸锂 203
9.2.4 镍酸锂 205
9.2.5 三元正极材料 205
9.2.6 其他正极材料 207
9. 3 锂离子电池负极材料 209
9.3.1 碳负极材料 210
9.3.2 合金负极材料 212
9.3.3 其他负极材料 215
9. 4 锂离子电池电解液 215
9.4.1 有机溶剂 216
9.4.2 电解质盐 217
9.4.3 电解液添加剂 217
9. 5 聚合物锂离子电池 220
9.5.1 聚合物锂离子电池的特点 220
9.5.2 聚合物锂离子电池的结构 220
9. 6 锂离子电池的制造工艺 221
9.6.1 液态锂离子电池的制造 221
9.6.2 聚合物锂离子电池的制造 223
9. 7 锂离子电池的电性能 225
9.7.1 锂离子电池的充放电性能 225
9.7.2 锂离子电池的安全性 226
9.7.3 锂离子电池的自放电与储存性能 228
化学电源中的思政元素 (3)——科学技术助力中国科技梦,践行中国式现代化 229

第 10 章 钠离子电池 231
10. 1 概述 232
10. 2 钠离子电池正极材料 233
10.2.1 过渡金属氧化物 234
10.2.2 聚阴离子型材料 238
10.2.3 普鲁士蓝及其衍生物 242
10.2.4 有机正极材料 244
10. 3 钠离子电池负极材料 247
10.3.1 碳基负极材料 248
10.3.2 钛基负极材料 251
10.3.3 NASICON 型负极材料 252
10.3.4 金属化合物负极材料 253
10.3.5 合金化负极材料 256
10.3.6 有机负极材料 258
10. 4 钠离子电池电解质 259
10.4.1 液态电解质 259
10.4.2 固态电解质 264
10. 5 钠基电池的产业化与技术 269
10.5.1 高温钠电池 269
10.5.2 钠离子电池的结构与类型 271
10.5.3 钠离子电池的制造工艺 272
10.5.4 钠离子电池的测试及维护 276

第 11 章 金属空气电池 279
11. 1 锌空气电池 281
11.1.1 概述 281
11.1.2 锌空气电池的工作原理 281
11.1.3 锌空气电池的空气电极 282
11.1.4 锌空气电池的锌负极 285
11.1.5 锌空气电池的性能与限制因素 287
11. 2 锂空气电池 289
11.2.1 概述 289
11.2.2 锂空气电池的工作原理 289
11.2.3 锂空气电池的空气电极 290
11.2.4 锂空气电池的锂负极 291
11.2.5 锂空气电池的电解液 291
11. 3 铝空气电池 292
11.3.1 概述 292
11.3.2 铝空气电池的铝电极 294
11.3.3 中性电解液铝空气电池 294
11.3.4 碱性电解液铝空气电池 295

参考文献 296