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第1章 绪论1

1.1 化学电源发展现状1

1.2 化学电源设计概述2

1.2.1 化学电源设计的含义2

1.2.2 化学电源设计分类2

1.2.3 化学电源设计定位3

1.2.4 化学电源设计的评价3

1.2.5 化学电源设计的地位和作用4

第2章 化学电源概述5

2.1 化学电源的组成5

2.1.1 电极5

2.1.2 电解质6

2.1.3 隔膜7

2.1.4 外壳7

2.2 电池的分类8

2.3 化学电源的工作原理8

2.4 化学电源的基本性能9

2.4.1 原电池的电动势9

2.4.2 电池的开路电压10

2.4.3 电池的工作电压10

2.4.4 电池的内阻11

2.4.5 电池的容量12

2.4.6 电池的能量13

2.4.7 电池的功率16

2.4.8 电池的贮存性能17

2.4.9 电池的寿命18

第3章 化学电源设计中的相关理论20

3.1 化学电源中的电传导20

3.1.1 电子导体的导电机理21

3.1.2 电解质溶液概述23

3.2 法拉第定律及其应用30

3.2.1 法拉第定律30

3.2.2 二次电池充电时的电量（流）效率——充电效率31

3.2.3 电池放电时的电量效率——活性物质的利用率32

3.2.4 法拉第在容量设计中的应用32

3.2.5 法拉第定律在电池串联组合中的应用33

3.3 电化学热力学基础34

3.3.1 可逆电池34

3.3.2 可逆电极36

3.3.3 电极-pH图39

3.4 电化学动力学基础42

3.4.1 不可逆的电极过程42

3.4.2 金属的阳极过程47

3.5 电池设计中的表界面现象与应用52

3.5.1 表界面的含义与分类52

3.5.2 液体表面54

3.5.3 固体表面55

3.5.4 高分散体系的表面能57

3.5.5 固-液界面现象57

3.5.6 电极／溶液界面的双电层现象60

3.6 电池组合原理61

3.6.1 电池的串联61

3.6.2 电池的并联61

3.6.3 电池的复联（串并联）62

第4章 化学电源设计过程64

4.1 电池设计的终极目标与实现64

4.1.1 电池设计的终极目标64

4.1.2 电池设计终极目标的实现64

4.2 电池设计的基本程序65

4.2.1 综合分析66

4.2.2 性能设计66

4.2.3 结构设计67

4.2.4 安全性设计70

4.3 电池设计前的准备70

4.3.1 材料来源71

4.3.2 电池特性的决定因素71

4.3.3 电池性能82

4.3.4 工艺方面的准备83

4.4 电池设计的一般步骤85

4.4.1 确定组合电池中单体电池数目、工作电压和工作电流密度85

4.4.2 计算电极总面积和电极数目85

4.4.3 电池容量计算85

4.4.4 计算电池正、负极活性物质的用量86

4.4.5 电池正负极的平均厚度87

4.4.6 隔膜材料的选择与厚度、层数的确定88

4.4.7 电解液的浓度与用量的确定88

4.4.8 确定电池的装配松紧度及单体电池容器尺寸88

第5章 化学电源的隔膜及壳体材料90

5.1 常规电池用隔膜材料90

5.1.1 概述90

5.1.2 铅酸电池隔板93

5.1.3 碱性蓄电池隔膜96

5.1.4 锂离子电池隔膜101

5.2 化学电源的壳体材料选择105

5.2.1 化学电源对壳体材料的基本要求105

5.2.2 常用电池的壳体材料107

5.2.3 选用蓄电池壳体材料的原则110

第6章 各类电池设计举例112

6.1 铅酸蓄电池设计112

6.1.1 电动自行车电池设计112

6.1.2 启动型铅酸电池设计120

6.1.3 牵引用铅蓄电池设计122

6.1.4 阀控式密封铅酸电池设计中的若干问题127

6.1.5 铅蓄电池设计计算中的若干问题142

6.2 镉镍电池设计162

6.2.1 电池性能设计163

6.2.2 电池结构参数设计164

6.3 锌银电池的设计与计算166

6.3.1 电压设计166

6.3.2 容量设计167

6.3.3 单体电池的结构设计167

6.3.4 极板组厚度的计算及装配松紧度的选择169

6.3.5 在给定单体电池壳内电池结构参数的计算170

6.3.6 电解液的设计170

6.4 圆柱形单体镍氢电池设计171

6.4.1 设计举例之一171

6.4.2 设计举例之二172

6.5 圆柱形锌锰电池设计计算中的若干问题174

6.5.1 中性锌锰电池正负极的理论容量及其利用率174

6.5.2 中性电池正极电芯粉的配比176

6.5.3 纸板电池电解液的确定183

6.5.4 碱锰电池中的若干问题185

6.5.5 干电池的爬液及解决方法188

6.6 锂离子电池设计190

6.6.1 锂离子电池设计概述190

6.6.2 影响锂离子电池设计的相关因素190

6.6.3 锂离子电池设计关键技术192

6.6.4 设计基本过程198

6.6.5 软包装锂离子电池设计实例200

第7章 电池行业的清洁生产205

7.1 概述205

7.2 清洁生产的含义与实施206

7.2.1 清洁生产的含义206

7.2.2 清洁生产的实施207

7.2.3 电池行业清洁生产评价指标体系207

7.3 电池生产过程中“三废”的危害与防治措施211

7.3.1 锌锰电池系列生产过程中的“三废”危害与防治措施211

7.3.2 铅酸电池生产过程中的“三废”危害与防治措施213

7.3.3 镉镍、镍氢电池生产过程中的“三废”危害与防治措施215

7.3.4 电池污染物控制的有关规定217

参考文献218

附录一 固定型阀控密封式铅酸蓄电池（GB/T 19638.2—2005）219

附录二 起动用铅酸蓄电池产品品种和规格（GB/T 5008.2—2005）234

附录三 起动用铅酸蓄电池技术条件（GB/T 5008.1—2005）237

附录四 起动用铅酸蓄电池端子的尺寸和标记（GB/T 5008.3—2005）246

附录五 蜂窝电话用锂离子电池总规范（GB/T 18287—2000）248

附录六 原电池 第Ⅰ部分：总则（GB 8897.1—2003）256