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化学工业出书社

化学电源

  本书在介绍化学电源基本理论知识之上,重点叙及各种化学电源的特点、共性、应用现状与研究开发动向,共分6篇13章。主要内容包括:化学电源基础、常用化学电源(含锌-锰电池和铅-酸电池)、镍系电池(含镉-镍电池和氢-镉电池)、锂系电池(含锂电池和锂离子电池)、燃料电池(含质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池和中高温燃料电池)及安全、环保与综合利用等。书中对各种电池的原理、材料选择与制备、电池组装与应用、电池性能等进行了阐述。

  本书不仅可作为从事化学电源研究、生产、应用和废旧化学电源回收工作者的参考书,也可作为高等学校电化学工程、应用电化学、金属腐蚀与防护等专业师生的参考书。

  化学电源是将化学能直接转变为电能的装置,从电极反应过程机理、电极材料制备和电池组装到电池性能检测等涉及化学、材料和机械等多个学科,属于典型的交叉学科。自从1859年普兰特研制成功铅-酸电池和1868年勒克朗谢发明锌-锰干电池至今,化学电源经历了100多年的发展历史,形成了比较独立完整的科技体系,目前各种系列和型号的化学电源已经超过1000种,应用范围遍及国民生产各个领域和人们的日常生活中。

  化学电源的理论研究成果,为研究开发高性能和新型化学电源以及改善和提高传统电池的性能提供了理论依据;材料科学的发展、各种新材料的研究成功和制造技术水平的提高,为高能和新型化学电源的研究开发提供了技术保障;尖端技术的发展,不仅拓宽了化学电源的应用领域,而且为化学电源的发展提出了更高要求;随着人们对环境保护意识的增强,污染严重的传统化学电源将逐步被淘汰,而各种绿色环保型化学电源将受到重视;电动汽车的发展为高能化学电源提供了广阔的市场。总之,高能化学电源的大发展时代已经到来,锂离子电池、金属氢化物-镍电池、可充电无汞碱性锌-锰电池、质子交换膜燃料电池和中高温燃料电池等高能和绿色环保化学电源将是本世纪的主流。

  目前,有关化学电源的书籍很多,主要分为化学电源和燃料电池两大类,虽然各有特色,但是读者在选择时很茫然。总的来看,专业性太强的书籍,缺乏基础理论知识的叙述,通用性欠缺,只适合于从事相关研究人员参考;科普性的书籍,虽然面面俱到,但是又太简单,读者群体有限;大多数化学电源书籍,虽然对化学电源理论知识进行了介绍,但是缺乏系统性,而且燃料电池内容偏少,尚缺少一本满足大多数从事化学电源研究和生产人员的书籍。

  作者查阅和参考了大量有关电化学理论和化学电源的科技文献资料,特别是《电极过程动力学导论》(查全性)、《电化学原理》(李荻等)、《金属腐蚀原理及应用》(魏宝明等)、《化学电源》 (吕鸣祥等)、《化学电源--电池原理及制造技术》(郭炳焜等)、《锂离子二次电池》 (吴宇平等)、《Fuel Cell System Explained 》 (James Larminie, [英]) 、《燃料电池系统》(林维明等)、《燃料电池--原理·技术·应用》(衣宝廉)和《质子交换膜燃料电池的研究开发与应用》(黄倬等),结合作者多年从事腐蚀电化学和耐蚀材料教学以及化学电源科研工作的经验,考虑到目前读者的需求,编写了本书。在编写过程中引用了参考文献中的部分内容、图表和数据,在此特向参考文献的作者们表示衷心的感谢。

  根据化学电源所需理论知识和各种化学电源的特点、共性、应用现状与研究开发动向,本书将内容分为6篇和13章。本书突出了化学电源的“高性能”,强调了化学电源的理论知识,特别是电解质溶液理论、电极过程动力学和金属的腐蚀与防护等。

  第1篇为化学电源基础,包括化学电源概述和化学电源理论基础两章,在编写中力求基本概念清晰,理论知识系统、完整和通俗易懂。

  第2篇为常用化学电源,包括铅-酸电池和锌-锰电池两章,虽然这两种电池不属于高能量电池,但是从技术水平和应用角度看,在今后很长一段时间内仍具有不可替代的作用,产量最大和应用最广,本书仍将其作为主要内容之一加以介绍,重点介绍可充电无汞碱性锌-锰电池和全密封铅-酸电池的发展方向。

  第3篇为镍系化学电源,包括镉-镍电池和氢-镍电池两章,根据这两种电池正极和电解质溶液相同的特点而作为一篇内容介绍。

  第4篇为锂系电池,包括锂电池和锂离子电池两章,在本篇中重点介绍了锂离子电池。

  第5篇为燃料电池,包括燃料电池基本知识、质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池和中高温燃料电池四章。虽然燃料电池是化学电源的一种,但是与普通一次和二次电源有所不同,因此在化学电源的基础上,重点介绍了催化电极、燃料的催化氧化、氧化剂的催化还原、燃料与重整等。质子交换膜燃料电池是近年来发展最快的一种燃料电池,因此用一章篇幅作了重点介绍。磷酸型、熔融碳酸盐和固体电解质燃料电池可以实现热电联供,具有一定的共性,在中高温燃料电池一章中作了详细介绍。碱性燃料电池虽然最早被应用,但是近年来没有大的发展,所以仅作了简单介绍。

  第6篇为安全、环保与综合利用。在化学电源制造、应用和回收过程中,会遇到具有腐蚀性和污染性的物质。随着人们对环境保护意识的加强,化学电源的污染越来越受到重视,在本篇中介绍了化学电源生产过程中的防护措施和废旧电池回收利用现状和经济价值。

  本书第1章和第2章由山东大学管从胜和杜爱玲撰写,第5章和第6章由管从胜和北京交通大学杨玉国撰写,其余由管从胜撰写。管从胜负责全书统稿。

  化学工业出版社对本书的出版给予了大力支持和帮助,在此对他们的工作表示深深的谢意。

  ©化学工业出版社 地址:北京市东城区青年湖南街13号 邮编:100011

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