免维护蓄电池 蓄电池技术手册 阀控铅酸 密封镉/镍 金属氢化物/镍 第2版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

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目 录1

1．序论1

1.1免维护蓄电池2

1.1.1密封镉／镍蓄电池和金属氢化物／镍蓄电池2

1.1.2阀控铅酸蓄电池3

1.1.2.1阀控铅酸蓄电池的命名3

1.2历史4

2．基本原理7

2.1电化学电池7

2.2平衡参数或热力学参数10

2.2.1平衡电压11

2.2.1.1与反应物质浓度的关系12

2.2.1.2温度系数14

2.2.2单个电极电位15

2.2.3参比电极17

2.2.3.1标准氢电极17

2.2.3.2铅酸蓄电池用参比电极19

2.2.3.3镉／镍蓄电池用参比电极21

2.2.4可逆热效应23

2.2.4.1热值电压（Calorific Voltage）24

2.3电流流动，动力学参数24

2.3.1扩散26

2.3.2迁移和迁移数27

2.3.3迁越（电子传递或电荷传递）过程28

2.3.3.1塔费尔（TAFEL）线31

2.3.4浓差过电位32

2.3.4.1极限电流32

2.3.5混合电位33

2.3.6温度的影响35

2.4热效应36

2.4.1电流的热效应（焦耳效应）36

2.5蓄电池的热效应38

2.5.1热效应，热容量38

2.4.2产生的总热量38

2.5.1.1绝热效应39

2.5.2散热40

2.5.2.1穿过壳壁的热流动41

2.5.2.2辐射散热42

2.5.2.3空气对流形成的散热43

2.5.2.4壳体底部和联接件的热传导45

2.5.3强迫冷却46

2.6水溶液电解液46

2.6.1电化学水分解47

2.6.1.1热力学数据48

2.6.1.3平衡电压与浓度和压力的依从性49

2.6.1.2平衡电压49

2.6.1.5质量和体积当量51

2.6.1.4可逆热效应，热值电压51

2.6.2与周围大气的气体交换53

2.6.2.1流过排气口的气流53

2.6.2.2扩散式气体流动54

2.6.2.3气体流动与扩散54

2.6.3气体的溶解性56

2.6.3.1液相中的气体传输速率57

2.6.4.1蒸汽压59

2.6.4.2蒸汽压的温度依从性59

2.6.4水蒸气与周围大气的交换59

2.6.3.2扩散速率的压力依从性59

2.6.4.3湿度61

2.6.4.4湿度与温度的关系61

2.6.4.5硫酸的蒸汽压62

2.6.4.6氢氧化钾水溶液的蒸汽压64

2.6.5电池因蒸发失去水蒸气65

2.6.5.1水蒸气饱和湿润氢气65

2.6.5.2透过电池壳壁的失水方式66

2.6.6液雾的形成68

3.1电池和电池组73

3． 电池的参数和定义73

3.2容量74

3.3放电参数76

3.3.1放电电流的影响，数据的表述方式78

3.3.2温度对容量的影响84

3.4深放电88

3.4.1铅酸蓄电池的深放电89

3.5充电参数91

3.5.1充电接受能力，充电－电流效率91

3.5.2充电效率93

3.6.1直流方法95

3.6内阻95

3.6.1.1短路电流96

3.6.2交流方法；电池阻抗；电池电导96

3.6.3实测数据，两种方法的比较98

3.6.4电导测量——一种质量控制工具99

3.7使用寿命，概率寿命101

3.7.1太阳能的储存103

4．铅酸蓄电池106

4.1铅酸蓄电池的热力学106

4.1.1充电／放电反应108

4.2热力学参数109

4.1.1.1硫酸的离解109

4.2.1平衡电压110

4.2.1.1单个电极的电位114

4.2.1.2比重114

4.2.1.3温度系数114

4.2.1.4可逆热效应，热值电压114

4.2.2与重量有关的量115

4.2.3热容量（比热）119

4.3动力学效应121

4.3.1迁移效应124

4.4.1负电极的自放电反应126

4.4自放电，副反应126

4.4.2正电极的自放电反应129

4.4.3自放电量129

4.5热效应131

4.5.1放电期间产生的热量131

4.5.2充电期间产生的热量136

4.5.3蓄电池的热效应141

4.5.3.1热参数142

4.5.3.2放电期间的绝热温升过程143

4.5.3.3放电期间的散热144

4.5.3.4放电期间的最大温升145

4.5.3.5充电期间的温升146

4.5.3.6热失控148

4.5.3.7过热效应155

4.6硫酸－活性物质155

4.6.1硫酸的导电率156

4.6.2硫酸的冰点156

4.6.3电解液分层158

4.6.4电解液的固定化160

4.6.4.1玻璃纤维毡吸收电解液（AGM）160

4.6.4.3两种固定电解液技术的差异162

4.6.4.2加SiO2的凝胶电解液162

4.6.4.4内阻163

4.6.4.5重力的影响166

4.7作为导电材料的铅167

4.7.1开路电压下的腐蚀170

4.7.2铅腐蚀的电化学影响171

4.7.3铅酸蓄电池用合金171

4.7.4决定腐蚀的参数175

4.7.4.1电极电位的影响175

4.7.4.2温度的影响177

4.7.5板栅增长177

4.7.6.1间隙腐蚀178

4.7.6特殊类型的腐蚀178

4.7.6.2负电极极群上的腐蚀179

4.8铜芯和铜板栅183

5．镉／镍蓄电池191

5.1镉／镍蓄电池的热力学192

5.1.1充电／放电反应193

5.1.2平衡电压或开路电压197

5.1.2.1单个电极的电位197

5.1.3可逆热效应，热值电压199

5.1.5与重量有关的数值200

5.1.4平衡电压的温度系数200

5.1.6热容量（比热）203

5.2动力学效应204

5.2.1负电极上的反应204

5.2.2正电极上的反应205

5.2.2.1镍／氢氧化镍电极的特性206

5.2.2.2剩余容量，第二放电平台210

5.3自放电211

5.3.1自放电量212

5.4热效应213

5.4.1放电期间产生的热215

5.4.2充电期间产生的热217

5.4.3蓄电池的热效应221

5.4.3.1排气式蓄电池的热效应222

5.4.3.2密封电池在放电期间的热效应223

5.4.3.3密封电池在充电期间的热效应224

5.5镉／镍蓄电池用电解液225

5.5.1电解液组分的影响227

5.5.2氢氧化钠（NaOH）电解液228

5.5.3固定化的电解液229

5.6腐蚀229

6． 氢／镍和金属氢化物／镍蓄电池234

6.1氢／镍蓄电池235

6.1.1副反应237

6.1.1.1自放电238

6.2热力学参数240

6.2.1与重量相关的量241

6.3储氢合金242

6.3.1金属间氢化物243

6.4低压氢／镍蓄电池247

6.5金属氢化物／镍蓄电池的负电极247

6.5.1形成氢化物的热效应248

6.5.2负电极材料的制造250

6.6金属氢化物／镍蓄电池的一般特性250

6.6.1自放电253

6.6.2热效应254

7． 电解液和水损失258

7.1电解液的直接损失，液雾的形成259

7.2铅酸蓄电池的水分解260

7.2.1塔费尔线262

7.2.2失水率和自放电268

7.2.2.1氢析出导致的失水269

7.2.2.2氧析出导致的失水271

7.2.2.3腐蚀导致的失水272

7.2.3.1影响氧析出速率的参数273

7.2.3影响水损失和自放电的参数273

7.2.2.4蓄电池的失水量273

7.2.3.2影响氢析出速率的参数274

7.3镉／镍蓄电池的水分解278

7.3.1镉／镍蓄电池的塔费尔线279

7.4金属氢化物／镍电池的水分解281

7.5减少水分解的方法281

7.5.1最少过充电法281

7.5.1.1免维护起动蓄电池282

7.5.1.2铅酸蓄电池中酸液的强迫搅拌283

7.5.2气体催化再化合284

7.5.3气体析出的逆向反应，内部气体循环286

7.5.3.1氢的氧化287

7.5.3.2氧的还原288

7.5.3.3铅酸蓄电池中的辅助电极291

7.5.3.4密封镉／镍蓄电池中的辅助电极292

8． 内部氧循环295

8.1密封镉／镍蓄电池298

8.1.1充电余量302

8.1.2放电余量304

8.1.3反极保护（去极化物质Antipolar Material）305

8.1.4随时间而变化的因素306

8.2金属氢化物／镍蓄电池307

8.2.1充电余量与放电余量308

8.3阀控铅酸蓄电池309

8.3.1有限的再化合效率313

8.3.2再化合效率100％时的电流平衡314

8.3.3模拟模型316

8.3.3.1实例1 “标准型蓄电池”318

8.3.3.2实例2氢析出速率超过腐蚀速率324

8.3.3.3实例3腐蚀速率大于氢析出速率327

8.3.4试验结果329

8.3.5内部氧循环效率332

8.3.6随时间而变化的电极容量配置333

8.3.7板栅合金的影响334

9． 蓄电池制造技术336

9.1蓄电池零部件用材料337

9.2活性物质338

10．铅酸蓄电池的制造技术339

10.1活性物质339

10.1.1正电极活性物质339

10.1.1.1正电极活性物质的衰变341

10.1.1.2锑、锡和磷酸的作用343

10.1.2负电极活性物质344

10.2板栅345

10.2.1制造板栅的方法349

10.3极群组的连接（顶部铅）352

10.4隔板354

10.5电池壳体355

10.6阀的设计357

10.7蓄电池的生产过程363

10.7.1槽化成，干式荷电负极板366

10.7.2蓄电池的组装367

10.7.3电池化成367

10.7.4管式极板蓄电池368

10.7.5灌酸369

10.8铅酸蓄电池的设计370

10.8.1便携式蓄电池370

10.8.1.1微型蓄电池374

10.8.2固定型蓄电池375

10.8.3牵引用蓄电池378

10.8.4起动用蓄电池（SLI）381

10.8.4.1摩托车用起动蓄电池381

10.8.5休闲和游乐用蓄电池382

10.8.6航空蓄电池383

11.1活性物质393

11． 镉／镍蓄电池的制造技术393

11.1.1正电极活性物质〔NiOOH/Ni(OH2)〕394

11.1.1.1石墨的氧化396

11.1.2负电极活性物质〔Cd/Cd(OH2)〕396

11.1.3记忆效应397

11.2电极类型399

11.2.1管式电极399

11.2.2袋式电极399

11.2.3压制电极400

11.2.4烧结电极400

11.2.4.1烧结基板灌注活性物质401

11.2.4.2电极的化成——电极容量配置404

11.2.5纤维电极405

11.2.6泡沫电极406

11.2.7塑料粘结负电极406

11.2.8电沉积电极（负电极）407

11.3壳体408

11.4阀的设计409

11.5蓄电池的设计411

11.5.1纽扣电池411

11.5.1.1纽扣电池中的辅助电极414

11.5.1.2浮充电用纽扣电池414

11.5.1.3叠层纽扣电池414

11.5.1.4连接端子的设计415

11.5.1.5塑料盒中的蓄电池组416

11.5.1.6币式电池418

11.5.2圆柱形电池418

11.5.2.1圆柱形电池的组装，电源堆420

11.5.3方形蓄电池421

11.5.3.1整体蓄电池423

11.5.3.2装有辅助电极的方形蓄电池424

11.5.4半密封蓄电池426

11.5.5航天用电池428

12.2氢化物／镍电池的设计432

12.1负电极材料432

12． 金属氢化物／镍电池的制造技术432

12.3电动汽车用电池434

13． 蓄电池的充电437

13.1铅酸蓄电池的充电437

13.1.1恒电压充电，浮充电438

13.1.1.1浮充电压439

13.1.1.2浮充电压的温度修正443

13.1.1.3每个电池组中单体电池的数量451

13.1.1.4各单体电池电压的调节451

13.1.1.5充电速率，初始充电电流453

13.1.1.6并联蓄电池的浮充电454

13.1.1.7浮充电期间的氢析出455

13.1.2恒定电流充电456

13.1.2.1涓流充电456

13.1.3锥形充电457

13.1.4充放循环用蓄电池的充电方法457

13.1.5增压充电462

13.1.6储存期间的补充电463

13.2密封镉／镍蓄电池的充电464

13.2.1恒流充电465

13.2.2加速充电方法467

13.2.2.1控制电压和控制温度的充电469

13.2.2.2快速充电470

13.2.2.3时间控制充电471

13.2.2.4电量控制充电472

13.2.3金属氢化物／镍蓄电池的充电472

14．蓄电池的监测和管理477

14.1蓄电池的监测477

14.1.1蓄电池监测的急迫性478

14.1.1.1阀控铅酸蓄电池监测的急迫性479

14.1.1.2对监测系统的要求480

14.1.2.1传统（排气）铅酸蓄电池481

14.1.2离线监测481

14.1.2.2阀控铅酸蓄电池482

14.1.2.3自动离线测量装置483

14.1.3在线监测483

14.1.4阻抗的测定485

14.2蓄电池的管理486

14.3智能蓄电池（Smart Batteries）487

15． 蓄电池的储存、老化和废电池的处理491

15.1蓄电池的储存491

15.1.1“湿式”铅酸蓄电池的储存491

15.1.3铅酸蓄电池“倒空”储存492

15.1.2“干式荷电”铅酸蓄电池的储存492

15.1.4阀控铅酸蓄电池的储存493

15.1.5充电状态的确定493

15.1.6镉／镍蓄电池和金属氢化物／镍蓄电池的储存493

15.2蓄电池的老化，预期寿命494

15.2.1维护495

15.2.2温度对蓄电池寿命的影响496

15.2.3铅酸蓄电池的老化效应496

15.2.4镉／镍和金属氢化物／镍蓄电池的老化效应499

15.2.5试验程序500

15.3废旧蓄电池的处理501

15.3.2蓄电池的回收利用502

15.3.1 ISO回收标志502

15.3.2.1铅酸蓄电池的回收利用503

15.3.2.2镉／镍蓄电池的回收利用504

16．标准与规定507

16.1国家标准508

16.2国际标准508

16.3欧洲标准510

16.4标准实例IEC 896-2(1995)510

16.4.1影响性能的参数511

16.4.2有关安全和使用寿命的参数513

16.4.2.1 IEC 896-2的“滥用试验”514