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第1章　动力电池概论　1

1.1　动力电池的发展历史1

1.1.1 引言1

1.1.2 动力电池的研发历史2

1.2　动力电池的类型与性能比较3

1.3　动力电池的市场4

1.3.1　电动自行车4

1.3.2　混合电动车4

1.4　动力电池的要求5

参考文献6

第2章　动力铅酸蓄电池　7

2.1　概述7

2.2　铅酸蓄电池的工作原理8

2.2.1 电极电势和电池电动势8

2.2.2 VRLA蓄电池的充放电反应9

2.2.3 VRLA蓄电池的负极反应机理10

2.2.4 VRLA蓄电池的正极反应机理10

2.2.5 VRLA蓄电池的副反应11

2.3　氧的复合反应（氧循环原理）——VRLA蓄电池的关键技术12

2.4　动力铅酸蓄电池的板栅合金14

2.4.1　概述14

2.4.2　板栅合金对正极板性能的影响15

2.4.3　板栅合金对负极板性能的影响15

2.4.4　板栅材料的选择15

2.4.5　铅合金板栅16

2.4.6　轻型板栅19

2.4.7　泡沫铅板栅21

2.4.8　板栅的设计原则23

2.4.9　正极板栅／活性物质界面结构和性能25

2.5　动力铅酸蓄电池的活性物质27

2.5.1　正极活性物质二氧化铅27

2.5.2　负极活性物质海绵状金属铅31

2.6　动力铅酸蓄电池的电解液35

2.6.1　硫酸电解液35

2.6.2　硫酸的电导率35

2.6.3　硫酸的冰点35

2.6.4　电解液分层36

2.6.5　硫酸电解液的固定化37

2.6.6　电解液水损失40

2.6.7 电解液配方对高倍率VRLA蓄电池放电性能的影响41

2.7　动力铅酸蓄电池的隔板42

2.7.1　隔板的作用和要求42

2.7.2 VRLA蓄电池的吸液式超细玻璃纤维隔板43

2.7.3　AGM隔板的性能44

2.7.4　采用管式正极板的电池隔板46

2.7.5　不同使用情况下的电池隔板47

2.7.6 VRLA蓄电池隔板的研究进展48

2.8　动力铅酸蓄电池的制造工艺50

2.8.1　工艺流程50

2.8.2　板栅制造51

2.8.3　铅粉制造51

2.8.4　铅膏的配制（和膏）53

2.8.5　涂板56

2.8.6　固化和干燥57

2.8.7　极板化成58

2.8.8　电池的装配61

2.9　动力铅酸蓄电池生产的一致性64

2.9.1　生极板的一致性64

2.9.2　化成极板的一致性64

2.9.3　电池电解液的一致性65

2.9.4　安全阀的一致性65

2.9.5　电池组装的一致性66

2.10　动力铅酸蓄电池的性能与检测67

2.10.1 电压67

2.10.2　充电特性69

2.10.3　放电特性69

2.10.4　电池内阻72

2.10.5 VRLA蓄电池的荷电保持能力与自放电73

2.10.6 VRLA蓄电池的早期容量损失与深循环75

2.11　动力铅酸蓄电池的应用76

2.11.1　电动自行车77

2.11.2　电动牵引车79

2.11.3　电动车和混合电动车79

参考文献85

第3章　动力碱性蓄电池　87

3.1　概述87

3.2　动力碱性蓄电池的类型88

3.3　动力Cd-Ni蓄电池89

3.3.1 动力Cd-Ni蓄电池的工作原理89

3.3.2 动力Cd-Ni蓄电池的正极材料92

3.3.3 动力Cd-Ni蓄电池的负极材料95

3.3.4　动力Cd-Ni蓄电池的制造工艺95

3.3.5 动力Cd-Ni蓄电池的性能98

3.4　动力MH-Ni蓄电池100

3.4.1 MH-Ni蓄电池的工作原理100

3.4.2　动力MH-Ni蓄电池的集流体材料102

3.4.3　动力MH-Ni蓄电池的负极材料105

3.4.4 动力MH-Ni蓄电池的制造工艺108

3.4.5 动力MH-Ni蓄电池的性能109

3.5　动力Zn-Ni蓄电池112

3.5.1 Zn-Ni蓄电池的工作原理113

3.5.2 动力Zn-Ni蓄电池的制造工艺113

3.5.3　动力Zn-Ni蓄电池的正极材料114

3.5.4　动力Zn-Ni蓄电池的负极材料114

3.5.5 动力Zn-Ni蓄电池的现状与改进114

3.6　动力碱性蓄电池的应用116

3.6.1 动力Cd-Ni蓄电池的应用117

3.6.2　动力MH-Ni蓄电池的应用118

参考文献121

第4章　动力锂离子蓄电池　122

4.1　概述122

4.2　锂离子蓄电池的工作原理122

4.3　动力锂离子蓄电池的特点123

4.3.1 动力锂离子蓄电池的主要优点123

4.3.2　动力锂离子蓄电池的主要缺点124

4.4　动力锂离子蓄电池的安全性124

4.4.1　正极活性物质热稳定性的影响因素124

4.4.2　负极活性物质热稳定性的影响因素125

4.4.3　黏结剂对电池热稳定性的影响126

4.4.4　电解液成分的热稳定性127

4.4.5　正、负极材料比127

4.4.6　电池结构127

4.4.7　选择热关闭性能好的隔膜127

4.4.8　防爆阀128

4.4.9　动力锂离子蓄电池安全性检测项目128

4.5　动力锂离子蓄电池的正极材料129

4.5.1　尖晶石锰酸锂129

4.5.2　镍钴锰三元材料138

4.5.3　磷酸亚铁锂141

4.5.4　磷酸钒锂148

4.6　动力锂离子蓄电池的负极材料155

4.6.1　碳基材料156

4.6.2　钛酸锂161

4.7　动力锂离子蓄电池的电解液164

4.7.1 动力锂离子蓄电池对电解质的要求164

4.7.2　动力锂离子蓄电池用有机液体电解质165

4.7.3　动力锂离子蓄电池用固体电解质183

4.8　动力锂离子蓄电池制造工艺198

4.8.1 动力锂离子蓄电池制造工艺流程198

4.8.2　正、负极片的制造201

4.8.3　电池的装配封装205

4.8.4　电池的化成与分容206

4.9　动力锂离子蓄电池的性能与检测206

4.9.1　充放电性能207

4.9.2　安全性207

4.9.3　自放电与储存性能209

4.9.4　使用和维护210

4.10　动力锂离子蓄电池的保护电路211

4.10.1　动力电池的特点212

4.10.2　电池组参数212

4.10.3　失效机理213

4.10.4　监控电压的作用213

4.10.5　保护方法213

4.10.6　保护芯片214

4.10.7　保护板219

4.11　动力锂离子蓄电池的组装219

4.12　动力锂离子蓄电池的管理220

4.12.1　充电技术220

4.12.2　均衡方法221

4.12.3　电池组管理223

4.13　动力锂离子蓄电池的应用225

4.13.1 电动车、混合电动车和插电式混合动力汽车225

4.13.2　电动自行车228

4.13.3　电动工具229

4.13.4　后备电源230

4.13.5　航天和军事领域231

参考文献232

第5章　动力锌-空气电池　235

5.1　概述235

5.2　锌-空气电池工作原理237

5.2.1　电池电动势237

5.2.2　正极反应237

5.3　动力锌-空气电池的空气电极238

5.3.1　空气电极氧还原催化剂238

5.3.2　气体扩散电极239

5.3.3　空气电极的结构及制造239

5.3.4 电化学可充式锌-空气电池中的空气电极240

5.4　动力锌-空气电池的锌电极240

5.4.1　锌电极材料与添加剂240

5.4.2　锌电极的结构与制造242

5.5　动力锌-空气电池的再生243

5.6　动力锌-空气电池的应用245

5.7　动力锌-空气电池的问题与改进248

参考文献249

第6章　燃料电池　250

6.1　概述250

6.1.1　燃料电池概述250

6.1.2　燃料电池的分类250

6.1.3　燃料电池的特点251

6.1.4　燃料电池的发展历史及现状252

6.2　质子交换膜燃料电池253

6.2.1　燃料电池的结构及工作原理254

6.2.2　双极板255

6.2.3　催化剂257

6.2.4　质子交换膜259

6.2.5　膜电极三合一组件262

6.2.6　制造工艺265

6.3　直接甲醇燃料电池267

6.3.1　直接甲醇燃料电池的工作原理和特点268

6.3.2　直接甲醇燃料电池电催化剂269

6.3.3　DMFC用质子交换膜的渗透问题275

6.3.4　直接甲醇燃料电池的制造工艺277

6.3.5　直接甲醇燃料电池商品化要解决的问题278

6.4　燃料电池的应用279

6.4.1　车载用燃料电池279

6.4.2　其他动力用燃料电池283

参考文献286