镍氢电池—化学工业出版社

镍氢电池

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科技图书 >> 能源

作者：唐有根主编李文良副主编
丛书名：化学电源技术丛书
出版日期：2007年5月		书号：978-7-5025-9511-1
开本：16	装帧：平	版次：1版1次	页数：384页

内容简介

前言

读者对象

金属氢化物镍(MHNi)电池由于其高能、安全、无污染、无记忆效应、价格适宜，已成为目前最具发展前景的“绿色能源”电池之一。本书简述了MHNi电池的基本原理、结构、特性、应用、发展现状和趋势；阐述了MHNi电池的理论基础；介绍了 MHNi电池镍电极材料、金属氢化物电极材料、基体材料、电解液、隔膜、导电剂、黏合剂等关键材料性能要求和生产技术，MHNi电池设计与制造工艺及主要生产设备，MHNi电池性能影响因素，计算机技术在MHNi电池中的应用，以及MHNi电池规范和性能检测技术。本书既阐述基本概念和理论，同时着重论述相关工艺技术，概念清楚，易于理解，适于从事MHNi电池及其关键材料的研究、开发和生产人员阅读，也可供高等院校相关专业教师、本科生、研究生参考。

能源是人类文明发展的原动力，是国民经济和社会发展的重要战略物资，能源技术是衡量一个国家经济发展和生活水准的重要指标。随着社会经济的快速发展和环境保护意识的加强，人们对二次电池的需求，不仅体现在要求电池的体积小、质量轻、性价比高，而且要对环境无任何污染。金属氢化物镍（MHNi）电池，简称镍氢电池，具有能量密度高、安全性好、无污染、无记忆效应、价格适宜等特点，已成为目前最具发展前景的“绿色能源”电池之一，广泛应用于移动电话、个人电脑、照相机、DV、MP3等便携式电子产品和电动工具、电动车辆等大功率设施。由于世界燃料日益枯竭，加上环境保护的要求，电动汽车的研制和开发应用已引起人们的广泛重视。用于电动汽车的动力电池主要有锂离子电池、氢镍电池和燃料电池等，综合考虑比能量、比功率、寿命、价格、环保性能、安全性、适用环境温度范围、荷电保持率、性能稳定性等因素，MHNi电池体系是现阶段最成熟的动力电池体系。MHNi电池诞生于20世纪80年代中期，并很快实现了产业化，但至今没有较系统地专门介绍MHNi电池的论著。本书针对MHNi电池的基本原理、理论基础、关键技术、原辅材料、检测技术，以及商品化发展和应用过程进行了详细的分析讨论。本书既阐述基本概念和理论，同时着重论述相关工艺技术，在编写过程中力求做到概念清楚，易于理解。本书共8章，第1章为MHNi电池概述；第2章阐述了MHNi电池的理论基础；第3章至第5章分别讨论了MHNi电池镍正极材料、金属氢化物负极材料和辅助材料；第6章介绍了MHNi电池的设计、制备工艺技术和主要生产设备，讨论了影响MHNi电池性能的主要因素及计算机技术在MHNi电池中的应用；第7章介绍了MHNi电池的规格、规范和性能检测技术；第8章分别介绍了小型号、大容量和高功率MHNi电池的应用，以及MHNi电池在军事和航天领域中的应用情况。作者根据多年的研究心得和产业化实践经验，同时参考了相关资料。本书是由中南大学化学电源与材料研究所的教师、研究生和深圳豪鹏科技有限公司的技术人员合作完成的。其中第1章、第4章、第5章由唐有根编写，第2章由刘开宇编写，第3章由杨幼萍编写，第6章由李文良编写，第7章由刘瑞霞编写，第8章由卢周广编写，研究生申建斌、王勇、杨习文、舒宏、韩晓辉、贺小红、朱志杰、万伟华、谢正和、李玉杰等同学参与了部分编写工作。全书由唐有根审核定稿。本书适于从事MHNi电池及相关材料研究、开发和生产的人员阅读，也可作为高等院校相关专业教师、本科生、研究生及科研机构、企业科技人员的参考书。本书参考了国内外有关著作和文献，除了本书所列文献外，还有一些MHNi电池的相关网络资源。在本书编写过程中，还得到了深圳豪鹏科技有限公司和化学工业出版社的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢！限于作者水平，书中难免存在不当之处，希望读者予以批评指正。编者2006年8月于中南大学

第1章镍氢电池概述1

11MHNi电池的发展概况1

12MHNi电池的基本原理1

121MHNi电池的工作原理1

122MHNi电池的电极反应2

123MHNi电池的电极反应过程3

124MHNi电池过充电时内部气体与物质的循环4

13MHNi电池的结构5

14MHNi电池的特性6

141MHNi电池充电特性6

142MHNi电池放电特性6

143MHNi电池温度特性7

144MHNi电池自放电特性8

145MHNi循环寿命9

15MHNi电池的名词术语10

151充放电10

152储存与使用10

153电池使用中禁止事项11

154术语解释11

16MHNi电池的研究现状与发展方向12

161MHNi电池的研究现状12

162我国MHNi电池生产中的主要问题13

163MHNi电池的发展方向14

第2章镍氢电池理论基础16

21电池性能参数16

211电池内阻16

212电池电压16

213电池容量18

214电池能量19

215电池功率20

216电池寿命21

22电极电位与电动势21

221相间电位与金属接触电位21

222电极电位23

223绝对电位与相对电位24

224液体接界电位24

225电化学体系的分类24

226电池的可逆性25

227电池的电动势26

23平衡电极电位29

231电极的可逆性29

232可逆电极的电位30

233可逆电极的类型31

234标准电极电位和电位序33

24电极过程动力学36

241电极极化36

242极化原因37

243电化学极化38

244浓差极化46

245电阻极化54

246阴极极化与阳极极化54

25多孔电极过程55

251两相多孔电极过程56

252三相多孔电极过程（气体扩散电极）60

253析氢电极过程68

254析氧电极过程75

第3章镍电极材料79

31镍电极的发展79

32氧化镍电极工作原理80

33镍氢氧化物的分类与结构82

331分类82

332结构83

333βNi(OH)284

334αNi(OH)286

34镍氢氧化物的制备88

341镍氢氧化物的制备方法88

342化学沉淀法制备Ni(OH)2的工艺条件94

343纳米氢氧化镍的制备96

35镍电极材料的电化学行为96

351Ni(OH)2/NiOOH电对及热力学96

352Ni(OH)2/NiOOH的反应实质97

353镍的氧化态98

354氧的析出99

355氢的氧化99

36镍电极性能的影响因素99

361化学组成的影响99

362粒径分布的影响105

363表面状态107

364微晶晶粒尺寸及缺陷108

37镍电极材料的研究动向108

第4章金属氢化物电极材料110

41储氢合金的特性110

411储氢合金的基本类型110

412储氢合金的结构114

413储氢合金的热力学性质117

414储氢合金的吸氢反应机理和吸氢动力学120

415储氢合金的电化学性质121

42储氢合金的评价124

421储氢合金的性能要求124

422储氢合金pcT曲线的测定126

423储氢合金吸放氢速度的测定131

424储氢合金寿命的测定132

425储氢合金晶体结构分析134

426储氢合金电化学性能测试137

427储氢合金电化学阻抗分析141

428储氢合金的粉碎与粒度分析144

429储氢合金及氢化物的热分析144

43储氢合金的类型145

431AB5型储氢合金(稀土系储氢合金)145

432AB2型储氢合金(Ti、Zr系Laves相合金)147

433AB型储氢合金(钛系合金)147

434A2B型储氢合金(镁系储氢合金)148

435V基固熔体型合金149

436新型储氢合金150

44储氢合金的生产150

441中频感应炉的工作原理151

442感应熔炼用坩埚152

443储氢合金生产原材料154

444储氢合金制备工艺流程155

445储氢合金生产的主要设备155

446储氢合金熔炼工艺156

447储氢合金铸造技术157

448储氢合金热处理技术163

449储氢合金的制粉技术166

4410储氢合金粉的包装167

45储氢合金的改性处理168

451储氢合金的碱处理168

452储氢合金的酸处理172

453储氢合金的氟化处理174

454储氢合金的表面包覆处理176

455储氢合金的表面修饰180

456其它表面处理方法180

46储氢合金性能的影响因素182

461ABx合金中A元素的影响182

462ABx合金中B元素的影响186

463储氢合金非化学计量的影响196

464储氢合金组织结构的影响199

47储氢合金的发展204

471低成本AB5型储氢合金的发展204

472高容量储氢电极合金的发展207

473纳米储氢电极材料212

474碳材料在储氢中的应用213

第5章镍氢电池辅助材料214

51基体材料214

511多孔金属电极基体的类型和特点214

512基体材料的基本性能要求215

513基体材料的主要制备方法217

514泡沫镍219

515镀镍冲孔钢带230

52电解液230

521基本概念230

522电解液配制231

523对灌注和更换电解液和电解液的化学要求232

524电解液性能233

525电解液密度与氢氯化钾、氢氧化锂含量及温度的关系234

53隔膜235

531隔膜的分类235

532隔膜性能评价237

533隔膜研究进展247

54导电剂248

541导电剂对氢氧化镍电极性能的影响248

542导电剂对MH电极性能的影响254

55黏合剂257

551MHNi电池黏合剂及其作用257

552MHNi电池黏合剂的选择258

553MHNi电池常用黏合剂及其理化性质259

554MHNi电池黏合剂结构与性能的关系260

555MHNi电池黏合剂的研究261

第6章镍氢电池的设计与制造263

61MHNi电池的设计263

611MHNi电池设计基础263

612MHNi电池设计的基本步骤265

613MHNi电池设计举例269

62MHNi电池的制造272

621MHNi电池的制造工艺272

622MHNi电池正极的制造273

623MHNi电池负极的制造276

624MHNi电池的装配278

625MHNi电池的化成分选280

626AA型密封MHNi电池的组装工艺281

63MHNi电池的制造设备284

631MHNi电池的极片制造设备284

632MHNi电池的组装设备286

633MHNi电池的化成分选设备290

64MHNi电池性能的影响因素293

641正极添加剂的影响 294

642电解液对电池性能的影响 295

643隔膜对电池性能的影响 296

644热和电活化对电池性能的影响 296

645储存和使用对电池性能的影响 297

65计算机技术在MHNi电池中的应用298

651现代计算机技术与MHNi电池热力学、动力学研究298

652计算机技术与MHNi电池理化性能检测299

653计算机技术与MHNi电池系统设计300

66MHNi电池的智能管理304

661MHNi电池的智能充电304

662光电子器件在MHNi电池管理系统中的应用306

第7章镍氢电池的性能检测307

71MHNi电池的性能规格307

711MHNi圆柱型电池规格307

712MHNi方型电池规格309

713MHNi扣式充电电池规格309

714MHNi 9V充电电池规格310

715MHNi 12V蓄电池（组）规格310

72密封MHNi可充单体电池规范311

721术语和定义311

722型号和标志311

723电气试验312

724机械碰撞试验315

725定型和验收315

73移动通信手机电池（MHNi电池）规范316

731定义316

732要求316

733试验方法318

734质量评定规则321

74电动车用MHNi蓄电池（组）规范323

741定义与符号323

742要求323

743试验方法325

744检验规则327

75电池充放电性能测试328

751电池充电性能测试328

752电池放电性能测试330

76电池容量的测定332

761电池容量的检测方法332

762分选检测333

77电池寿命及检测技术334

78电池内阻、内压的测定336

781电池内阻的测定336

782电池内压的测定337

79温度特性的测定339

710自放电及储存性能的测试339

711安全性能测试341

7111耐过充过放能力的测试341

7112短路测试342

7113耐高温测试342

7114钻孔实验342

7115机械性能343

7116抗腐蚀性能测试344

712MHNi电池电极活性物质性能测试技术344

7121常规电极测试技术344

7122微电极测试技术344

第8章镍氢电池的应用347

81MHNi小型号电池的应用348

811MHNi电池在移动电话中的应用349

812MHNi电池在个人电脑中的应用349

82MHNi高功率电池的应用350

821MHNi电池在电动自行车中的应用351

822MHNi电池在电动工具中的应用351

823MHNi电池在新一代42V汽车电气系统中的应用352

83MHNi大容量电池的应用354

831应用背景354

832电动汽车的特点355

833MHNi动力电池的要求与特性356

834纯电动车（BEV）357

835混合电动车（HEV）360

84MHNi电池在军事和航天中的应用365

参考文献367

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	镍氢电池	唐有根主编李文良副...	2007年5月	￥：49.0
	锂离子电池电解质	郑洪河等编著	2007年1月	￥：49.0
	化学电源测试原理与技术	杨军、解晶莹、王久林...	2006年6月	￥：48.0
	电化学电容器	袁国辉主编	2006年6月	￥：38.0


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