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蔡克迪，郎笑石，王广进 编

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• 化学电源
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• 储能
• 新能源
• 电源系统
• 材料科学
• 绿色能源
• 可充电电池
• 燃料电池

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122270597

版次：1

商品编码：12004964

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-05-01

用纸：胶版纸

页数：152

字数：170000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：本书不仅可以作为高等学校和科研单位教师、研究人员和学生的参考用书，也能为相关企业的电池研究和评估提供一定的参考和指导。
本书对锂离子电池、铅酸蓄电池、二甲醚燃料电池、级电容器、锂空气电池、铝空气电池等的工作原理、技术、应用前景做了较为详尽的论述。
本书力求做到阐述清楚、实用性强，内容系统全面并具有前沿性和新颖性，兼具综述和工具书两种功能。

内容简介

本书针对化学电源的共性，从铅酸蓄电池、锂离子电池、二甲醚燃料电池、级电容器、锂空气电池、铝空气电池等内容出发，介绍了各种化学电源的工作原理、分类、特点、分析手段以及关键材料的研究进展。对化学电源的理论、技术和测试做了较为详尽的论述。
本书不仅可以作为高等学校和科研单位教师、研究人员和学生的参考用书，也能为相关企业的电池研究和评估提供一定的参考和指导。

内页插图

目录

第1章铅酸蓄电池001

1.1铅酸蓄电池概述001

1.2铅酸蓄电池工作原理及其组成003

1.2.1铅酸蓄电池组成及成流反应003

1.2.2铅酸蓄电池正极004

1.2.3铅酸蓄电池负极004

1.2.4铅酸蓄电池电解液和隔膜004

1.3铅碳（Pb-C）超级电池005

1.3.1Pb-C电池负极006

1.3.2Pb-C电池发展与展望010

1.4双极性铅酸蓄电池011

1.4.1双极性铅酸蓄电池概述011

1.4.2双极性铅酸蓄电池工作原理014

1.4.3双极性铅酸蓄电池研究现状015

1.5铅酸蓄电池其他方面研究023

1.5.1其他活性物质添加剂研究023

1.5.2电极结构对铅酸蓄电池性能的影响026

1.6铅酸蓄电池的商业生产过程027

参考文献029

第2章锂离子电池036

2.1锂离子电池概论036

2.1.1锂离子电池发展史036

2.1.2锂离子电池工作原理037

2.1.3锂离子电池组成结构038

2.1.4锂离子电池特点及应用039

2.2正极材料039

2.2.1正极材料基本要求039

2.2.2正极材料分类040

2.2.3正极材料研究新方向043

2.2.4正极材料制备方法044

2.3负极材料045

2.3.1负极材料基本要求045

2.3.2负极材料分类046

2.4隔膜049

2.4.1隔膜基本要求049

2.4.2隔膜分类049

2.4.3隔膜制造技术051

2.5电解液053

2.5.1电解液基本要求053

2.5.2电解液组成053

2.5.3高电压电解液的研究055

2.6电池工艺058

2.6.1锂离子电池型号分类058

2.6.2生产工艺流程058

2.6.3电池安全措施059

参考文献059

第3章二甲醚燃料电池064

3.1引言064

3.2直接二甲醚燃料电池概述065

3.2.1二甲醚物理化学性质065

3.2.2二甲醚在燃料电池中的应用066

3.2.3直接二甲醚燃料电池工作原理066

3.2.4直接二甲醚燃料电池热力学基础067

3.2.5直接二甲醚燃料电池优势与不足067

3.2.6直接二甲醚燃料电池应用前景068

3.3直接二甲醚燃料电池研究069

3.3.1二甲醚电氧化机理研究069

3.3.2二甲醚电催化剂研究071

3.3.3直接二甲醚燃料电池性能研究072

3.4膜电极组成074

3.4.1电催化剂075

3.4.2质子交换膜076

3.4.3催化层077

3.4.4扩散层077

3.5电池组研究078

参考文献080

第4章超级电容器092

4.1引言092

4.2超级电容器工作原理及分类093

4.2.1双电层电容器093

4.2.2法拉第准电容器094

4.2.3不对称超级电容器095

4.3超级电容器电极096

4.3.1碳基电极097

4.3.2金属氧化物103

4.3.3导电聚合物106

4.3.4不对称电容器电极107

4.4电极材料发展趋势112

参考文献112

第5章锂空气电池118

5.1研究背景118

5.2锂空气电池工作原理119

5.3锂空气电池研究现状120

5.3.1锂空气电池阴极120

5.3.2锂空气电池阴极催化剂125

5.3.3锂空气电池电解质129

5.3.4锂空气电池阳极130

参考文献131

第6章铝空气电池136

6.1引言136

6.2铝空气电池工作原理137

6.3铝空气电池的研究138

6.3.1铝空气电池发展史138

6.3.2阳极研究138

6.3.3电解液研究143

6.3.4阴极研究146

参考文献147

前言/序言

好的，这里为您提供一份关于《高分子材料科学与工程》的图书简介，其内容与《化学电源技术》完全无关。 --- 《高分子材料科学与工程》 导论：材料的未来之光 在现代科技飞速发展的浪潮中，材料科学始终是推动产业升级和社会进步的核心驱动力之一。《高分子材料科学与工程》一书，聚焦于一类在人类生活和工业生产中占据着无可替代地位的物质——高分子材料。从我们日常所见的塑料包装、衣物纤维，到尖端领域的航空航天部件、生物植入物，高分子材料以其独特的结构、性能和可塑性，定义了我们对“轻质、高强、多能”的材料追求。 本书旨在系统、深入地阐述高分子材料的基础理论、合成方法、结构表征及其工程应用。它不仅仅是一本理论教材，更是一本连接基础研究与实际工程应用的桥梁，旨在培养具备扎实理论基础和解决复杂工程问题能力的专业人才。 第一部分：高分子科学的基石——结构与热力学 本书的开篇，将读者带入高分子世界的微观层面，探讨决定材料宏观性能的分子内和分子间作用力。 一、高分子的基本概念与分类： 深入解析单体、聚合物、聚合度、线形、支化、交联等核心术语。系统梳理热塑性塑料、热固性树脂、弹性体和纤维等主要分类体系及其特性分野。 二、高分子链的构象与统计力学： 详细分析高分子链在溶液和熔融态中的自由回转、统计长度、缠结现象。引入高斯链模型、齐木链模型，用统计热力学方法解释高分子溶液的溶解性、凝胶渗透色谱（GPC）原理及其在分子量测定中的应用。 三、高分子溶液与熔体的行为： 探讨聚合物在溶剂中的相分离、粘弹性行为。重点解析熔融态下聚合物的流变学特性，包括剪切变稀、屈服应力、蠕变和应力松弛，为后续的加工成型技术奠定理论基础。 四、高分子热力学与相变： 阐述玻璃化转变温度（$T_g$）、熔点（$T_m$）的物理本质，分析影响这些转变温度的关键因素，如链刚性、分子量和结晶度。深入讨论高分子结晶过程的热力学驱动力与动力学控制。 第二部分：合成科学——从单体到聚合物 高分子材料的性能直接源于其合成路线和精确的分子结构控制。本部分详尽介绍各类重要的聚合反应机理与技术。 五、逐步聚合反应： 细致剖析缩聚反应和加聚反应（如酯化、酰胺化）的反应动力学、平衡限制以及如何通过控制反应条件实现高分子量。 六、连锁（自由基）聚合： 全面介绍自由基聚合的引发、增长、链转移和终止步骤。深入探讨活性自由基聚合（如ATRP、RAFT）在实现分子量精确调控和低分散性方面的突破性进展，这是现代精密高分子合成的关键技术。 七、离子聚合与配位聚合： 阐述阴离子聚合、阳离子聚合的特点及其在合成特定结构聚合物中的优势。重点讲解齐格勒-纳塔（Ziegler-Natta）催化剂体系在烯烃（如聚乙烯、聚丙烯）立体选择性聚合中的核心地位。 八、开环聚合与生物降解聚合物合成： 讨论环状单体如内酯、环氧乙烷的开环聚合，并将其与日益重要的生物可降解聚合物（如PLA、PCL）的合成技术相结合。 第三部分：结构与性能的关系——表征与改性 理解高分子材料的微观结构是预测和优化其宏观性能的前提。 九、高分子结构表征技术： 系统介绍用于确定分子量、分子量分布、立体规整度、化学结构和形貌的先进分析手段，包括核磁共振（NMR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见光谱（UV-Vis）以及差示扫描量热法（DSC）。 十、机械性能的力学基础： 深入讲解线弹性、粘弹性行为。通过拉伸、压缩、蠕变和疲劳测试，阐明应力-应变曲线的物理意义，并探讨取向、结晶度和填料对材料韧性、模量的影响。 十一、高分子物理性能： 探讨电学、光学（如折射率、双折射）和阻隔性能的分子机制。分析极性、介电常数如何受分子结构和交联密度调控。 十二、高分子材料的改性技术： 介绍增塑、共混（物理共混与反应性共混）、接枝、交联等常用改性方法。重点讨论纳米填料（如碳纳米管、石墨烯、纳米粘土）在复合材料中对机械、导电和阻燃性能的协同增强效应。 第四部分：工程应用与加工成型 高分子材料的价值体现在其加工成型为具有特定功能的最终产品。 十三、高分子加工成型基础： 详细介绍挤出、注射成型、吹塑、压延等四大类主流加工工艺的设备原理、工艺参数控制及其对制品性能的影响。 十四、高性能工程塑料与特种聚合物： 专题讨论聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亚胺（PI）、聚苯硫醚（PPS）等耐高温、高强度工程塑料的合成与应用。 十五、高分子复合材料： 深入研究纤维增强复合材料（如碳纤维/环氧树脂）的界面科学、力学行为分析（如MICROMECANICS模型），以及层压板的铺层设计原理。 十六、功能化高分子材料前沿： 涵盖智能响应材料（如形状记忆聚合物）、导电高分子、以及医用高分子（如生物相容性、药物缓释系统）的最新发展方向。 总结与展望 《高分子材料科学与工程》不仅汇集了高分子科学数十年的经典理论成果，更紧密追踪了近年来纳米技术、先进制造和可持续发展对高分子材料提出的新要求。通过本课程的学习，读者将能够从分子层面理解材料的“为什么”，并掌握从设计分子结构到优化宏观性能的全过程工程思维，为面向未来的新材料开发奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述方式，如同在探索一个庞大的化学知识海洋，但其中许多章节的逻辑跳转显得有些生硬，缺少一种顺畅的引导。当我试图理解某种特定的能量储存机制时，书中往往会突然跳跃到另一个看似无关的电化学原理，让我难以将零散的知识点串联起来，形成一个完整的认知体系。举个例子，我在学习某个新型电池的正极材料特性时，这本书突然详细地介绍了一种鲜为人知的电解沉积过程，而这种过程与正极材料本身的电化学性能之间的关联并没有得到充分的解释。这种“点状”的知识罗列，让我在阅读时常常感到困惑，不清楚这些信息是如何服务于“化学电源技术”这一主题的。我更希望能够看到一种更加系统化、结构化的讲解方式，能够清晰地展示不同技术模块之间的相互关系，以及它们如何共同作用于实现化学电源的整体性能。目前这种略显碎片化的呈现方式，对于我理解和掌握复杂的化学电源技术，无疑增加了额外的认知负担，让我觉得学习效率大打折扣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体风格，给我的感觉是偏向学术研究的理论探讨，而非工业应用的技术指南。书中充斥着大量的公式推导、理论模型以及对各种实验数据的引用，这些内容虽然严谨，但对于我这样希望了解实际“技术”如何在市场中应用、如何在产品中实现的读者来说，显得有些遥远。我期待的是关于电池制造工艺的详细介绍，比如卷绕、叠片等工艺流程的优劣分析，以及如何通过工艺优化来提高电池的能量密度和安全性。此外，对于电池的寿命预测模型、故障诊断技术以及失效分析方法等与实际应用紧密相关的内容，书中也着墨不多。虽然书中有提及一些新型电池的构想，但这些构想往往停留在理论层面，缺乏对实际可行性和商业化前景的深入分析。这种“高屋建瓴”的叙述方式，让我觉得这本书更适合作为一本理论参考书，而对于那些需要掌握实际操作技能、解决工程难题的读者来说，可能需要寻找其他更具实践性的资源。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本书，我满怀期待地想深入了解“化学电源技术”这个领域。然而，书的开篇并没有直接切入我最想知道的那些前沿的锂离子电池材料改性、固态电解质的最新进展，或者超级电容器的高能量密度设计。反而是花了大篇幅去介绍一些基础性的理论知识，比如电化学平衡、能斯特方程的应用，甚至追溯到了早期电池的发明历史。虽然这些内容对于建立扎实的理论基础至关重要，但对于一个已经对化学电源有一些初步了解，并且迫切希望掌握实用技术和最新动态的读者来说，这样的开局略显沉重，仿佛被拉回了基础课堂。我更希望看到的是直接与“技术”二字挂钩的内容，比如各种电池体系的结构设计、工作原理的深入剖析，以及实际生产中可能遇到的问题和解决方案。这本书的理论深度无疑是够的，但对于那些希望迅速了解当前技术前沿、学习如何进行电池性能优化、或者探索新型化学电源应用的研究人员和工程师来说，可能需要花费更多时间去消化这些基础信息，才能真正触及到他们所期望的“技术”核心。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的整体感觉是，它更像是一部关于“如何建造一座宏伟化学电源的理论殿堂”的蓝图，而不是一本“如何快速启动并运行一辆化学电源驱动的赛车”的操作手册。我在其中找不到关于电池组的封装技术、热管理系统的详细设计、或者电池管理系统（BMS）的算法优化等我非常关心的实际工程问题。书中的案例分析也大多集中在概念性的演示，而非工业生产中的具体挑战与突破。我渴望了解的是，当我们在实验室里开发出一种新型电极材料时，如何在实际的电池制造过程中实现规模化生产？不同种类的电解液在实际使用中会遇到哪些寿命问题，又有哪些成熟的应对策略？我期待的是关于电池可靠性、安全性测试以及回收利用技术方面的深入探讨，这些都是化学电源技术走向成熟和可持续发展的关键环节。这本书虽然在理论层面搭建了坚实的框架，但我在其中寻找的那些与“技术落地”息息相关的信息，却显得有些稀缺，导致我在阅读时，总觉得隔靴搔痒，未能获得更具实践指导意义的收获。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书在某些方面的细节处理上，确实令人印象深刻，它对于一些非常基础的化学概念的阐释，细致入微，仿佛是在为一位完全没有化学背景的读者打下地基。例如，关于氧化还原反应的原理，它用了大量的篇幅去解释电子的转移过程，以及如何通过化学计量学来计算反应的能量变化。然而，这种过于细致的讲解，对于已经具备一定化学基础，并且希望快速进入“化学电源技术”核心内容的读者而言，反而显得有些冗余。我更希望看到的，是直接将这些基础原理与具体的电池系统联系起来，例如，如何利用氧化还原反应来设计高性能的电极材料，或者如何通过控制电解液的性质来优化电池的充放电速率。书中对于“技术”的直接应用和最新进展的介绍，却显得有些薄弱，更多的是对通用理论的重复强调。这让我产生一种错觉，仿佛这本书更侧重于“化学”本身，而非“化学电源技术”这个特定领域。