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内容大纲
本书在阐明电化学储能基础理论和基本概念的基础上,全面系统地介绍了锌锰一次电池,铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锂电池、钠离子电池、液流电池等二次电池,以及超级电容器的工作原理、性能特点、制造技术、应用现状与前景等内容。并结合电化学储能的发展态势,较为详细地阐述了大规模电化学储能系统的设计、关键技术、应用与前景。
本书是一本理论性较强,又密切结合电化学储能实际应用及发展态势的教材,具有全面、具体、新颖、实用的特点,可以用作高等学校材料、电化学、储能科学与工程和新能源科学与工程等相关专业的教材和参考用书,也可以作为从事电化学储能研究、生产、应用的各类科技与专业人员的参考书。 -
作者介绍
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目录
第1章 绪论
1.1 电化学概述
1.1.1 电化学研究意义
1.1.2 电化学重要概念
1.2 储能技术概述
1.2.1 机械类储能
1.2.2 电磁类储能
1.2.3 热储能
1.2.4 电化学储能
1.3 电化学储能技术的优势与挑战
参考文献
习题
第2章 电化学储能的理论基础
2.1 电化学储能的热力学原理
2.1.1 法拉第定律
2.1.2 电动势的基本关系式
2.1.3 吉布斯-亥姆霍兹方程
2.1.4 能斯特(Nernst)方程
2.1.5 四类可逆电极
2.1.6 四类不可逆电极
2.2 电极与溶液界面的性质
2.2.1 研究电极/溶液界面性质的意义
2.2.2 电极/溶液界面的相间电势
2.2.3 电极/溶液界面参数的实验方法
2.2.4 双电层结构模型
2.2.5 电极/溶液界面的吸附
2.3 电荷转移步骤与电化学极化
2.3.1 电极反应过程简述
2.3.2 超电势与Tafel公式
2.3.3 电极电势对反应活化能的影响
2.3.4 电子转移步骤的基本动力学参数
2.3.5 巴特勒-福尔默(BV)方程
2.3.6 多电子转移步骤的动力学规律
2.4 液相传质与浓差极化
2.4.1 液相传质方式
2.4.2 稳态扩散过程
2.4.3 扩散传质步骤控制时的稳态极化曲线形式
2.4.4 扩散层中电场对稳态扩散的影响
2.4.5 电化学极化与浓差极化并存时的动力学分析
2.5 电池的储能原理与性质
2.5.1 电池的储能原理
2.5.2 电池的基本性质
参考文献
习题
第3章 一次电池
3.1 概述
3.2 锌锰一次电池
3.2.1 锌锰电池的分类
3.2.2 二氧化锰电极
3.2.3 锌电极
3.2.4 锌锰电池材料
3.2.5 锌锰电池及其制造工艺
3.2.6 锌锰电池的主要性能
3.3 其他典型一次电池
3.3.1 锂一次电池
3.3.2 锌银电池
3.3.3 锌空气电池
参考文献
习题
第4章 铅酸蓄电池
4.1 概述
4.1.1 铅酸蓄电池的发展历史
4.1.2 铅酸蓄电池的现状
4.1.3 铅酸蓄电池的分类
4.2 铅酸蓄电池的化学原理
4.2.1 电池成流反应
4.2.2 Pb-H2SO4-H2O系电位φ-pH图
4.3 铅酸蓄电池的结构与材料
4.3.1 铅酸蓄电池的结构
4.3.2 二氧化铅电极
4.3.3 负极材料
4.3.4 板栅合金
4.3.5 隔板
4.3.6 电解液
4.4 铅酸蓄电池的性能
4.4.1 电池内阻
4.4.2 充放电特性
4.4.3 电池容量
4.4.4 电池贮存性能
4.5 铅酸蓄电池的制造工艺
4.5.1 板栅制造
4.5.2 生极板制造
4.5.3 极板化成
4.5.4 电池化成
4.5.5 铅酸蓄电池装配
4.6 铅酸蓄电池的使用与维护
4.6.1 充电方法
4.6.2 铅酸蓄电池的维护
4.6.3 密封式免维护铅酸蓄电池
参考文献
习题
第5章 碱性蓄电池
5.1 碱性蓄电池概述
5.1.1 碱性蓄电池的发展历程
5.1.2 碱性蓄电池的应用
5.2 镉镍蓄电池
5.2.1 镉镍电池的工作原理
5.2.2 镉镍电池的种类与特点
5.3 氢镍蓄电池
5.3.1 高压H2-NiOOH电池
5.3.2 低压MH-NiOOH电池
参考文献
习题
第6章 锂电池
6.1 概述
6.1.1 锂电池的结构
6.1.2 锂电池的发展历史
6.2 锂离子电池
6.2.1 锂离子电池的工作原理
6.2.2 锂离子电池材料
6.2.3 锂离子电池的制造
6.2.4 锂离子电池模组与管理
6.2.5 锂离子电池的应用
6.3 固态锂电池
6.3.1 固态电解质
6.3.2 固态锂电池的离子传导
6.3.3 固态锂电池的界面性质
6.3.4 固态锂电池的力学性质
6.4 新型锂电池
6.4.1 锂硫电池
6.4.2 锂氧电池
参考文献
习题
第7章 钠离子电池
7.1 钠离子电池概述
7.1.1 钠离子电池的发展历史
7.1.2 钠离子电池的结构
7.1.3 钠离子电池的应用
7.1.4 钠离子电池的种类
7.2 钠离子电池的工作原理
7.3 钠离子电池材料
7.3.1 正极材料
7.3.2 负极材料
7.3.3 电解液
7.3.4 隔膜
参考文献
习题
第8章 液流电池
8.1 概述
8.1.1 液流电池的发展
8.1.2 液流电池的应用
8.2 液流电池的结构与原理
8.2.1 液流电池的结构
8.2.2 液流电池的工作原理
8.3 全钒液流电池
8.3.1 全钒液流电池的充放电特性
8.3.2 全钒液流电池组
8.4 其他典型液流电池
8.4.1 多硫化钠-溴液流电池
8.4.2 沉积型液流电池
8.4.3 全钒沉积型液流电池
参考文献
习题
第9章 超级电容器
9.1 超级电容器的发展历程
9.2 超级电容器的结构与分类
9.3 超级电容器的储能原理
9.3.1 双电层超级电容器的储能原理
9.3.2 赝电容超级电容器的储能原理
9.3.3 混合型超级电容器的储能原理
9.4 超级电容器材料
9.4.1 电极材料
9.4.2 电解液
9.4.3 隔膜
9.5 超级电容器的性能与大功率领域应用
9.5.1 超级电容器的性能与分析
9.5.2 超级电容器在大功率领域的应用
9.5.3 超级电容器在超大功率领域的应用
参考文献
习题
第10章 大规模电化学储能系统
10.1 大规模电化学储能的发展历程
10.1.1 技术萌芽期(2010年前):基础研究与初步探索
10.1.2 政策驱动期(2010~2020年):政策扶持与示范项目涌现
10.1.3 市场化转型期(2021~2025年):机制创新与规模化突破
10.1.4 规模化与高质量发展期(2025年及以后):技术-市场-生态协同
10.2 大规模电化学储能系统的设计与关键技术
10.2.1 电化学储能系统的设计
10.2.2 电化学储能系统的规模化集成技术
10.2.3 电化学储能系统的管理与控制技术
10.2.4 电化学储能系统的安全保障技术
10.3 大规模电化学储能系统的应用与前景
10.3.1 大规模电化学储能系统的应用
10.3.2 大规模电化学储能系统的发展前景
参考文献
习题
附录 符号表
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