内容简介：

本书是我国第一部全面系统论述化学电源优化设计的专著。作者本着指导生产、服务生产的宗旨，通过总结电池行业的相关研究成果以及作者多年来与工厂合作的经验，着重介绍了化学电源设计中的相关理论、设计原则及一般的计算方法。同时，以常规电池为例，对设计方法、步骤进行了详细阐述。此外还介绍了化学电源壳体材料、隔膜材料的选择原则以及清洁生产等重要知识与技术。全书内容全面、系统、实用，对实
际生产具有非常重要的指导意义。
本书可供研究院所和企业的科研人员、技术人员阅读参考，也可供高校相关专业师生学习使用。

目录：

第1章 绪 论
1．1 化学电源发展现状
1．2 化学电源设计概述
1．2．1 化学电源设计的含义
1．2．2 化学电源设计分类
1．2．3 化学电源设计定位
1．2．4 化学电源设计的评价
1．2．5 化学电源设计的地位和作用
第2章 化学电源概述
2．1 化学电源的组成
2．1．1 电极
2．1．2 电解质
2．1．3 隔膜
2．1．4 外壳
2．2 电池的分类
2．3 化学电源的工作原理
2．4 化学电源的基本性能
2．4．1 原电池的电动势
2．4．2 电池的开路电压
2．4．3 电池的工作电压
2．4．4 电池的内阻
2．4．5 电池的容量
2．4．6 电池的能量
2．4．7 电池的功率
2．4．8 电池的贮存性能
2．4．9 电池的寿命
第3章 化学电源设计中的相关理论
3．1 化学电源中的电传导
3．1．1 电子导体的导电机理
3．1．2 电解质溶液概述
3．2 法拉第定律及其应用
3．2．1 法拉第定律
3．2．2 二次电池充电时的电量(流)效率——充电效率
3．2．3 电池放电时的电量效率——活性物质的利用率
3．2．4 法拉第在容量设计中的应用
3．2．5 法拉第定律在电池串联组合中的应用
3．3 电化学热力学基础
3．3．1 可逆电池
3．3．2 可逆电极
3．3．3 电极—pH图
3．4 电化学动力学基础
3．4．1 不可逆的电极过程
3．4．2 金属的阳极过程
3．5 电池设计中的表界面现象与应用
3．5．1 表界面的含义与分类
3．5．2 液体表面
3．5．3 固体表面
3．5．4 高分散体系的表面能
3．5．5 固—液界面现象
3．5．6 电极／溶液界面的双电层现象
3．6 电池组合原理
3．6．1 电池的串联
3．6．2 电池的并联
3．6．3 电池的复联(串并联)
第4章 化学电源设计过程
4．1 电池设计的终极目标与实现
4．1．1 电池设计的终极目标
4．1．2 电池设计终极目标的实现
4．2 电池设计的基本程序
4．2．1 综合分析
4．2．2 性能设计
4．2．3 结构设计
4．2．4 安全性设计
4．3 电池设计前的准备
4．3．1 材料来源
4．3．2 电池特性的决定因素
4．3．3 电池性能
4．3．4 工艺方面的准备
4．4 电池设计的一般步骤
4．4．1 确定组合电池中单体电池数目、工作电压和工作电流密度
4．4．2 计算电极总面积和电极数目
4．4．3 电池容量计算
4．4．4 计算电池正、负极活性物质的用量
4．4．5 电池正负极的平均厚度
4．4．6 隔膜材料的选择与厚度、层数的确定
4．4．7 电解液的浓度与用量的确定
4．4．8 确定电池的装配松紧度及单体电池容器尺寸
第5章 化学电源的隔膜及壳体材料
5．1 常规电池用隔膜材料
5．1．1 概述
5．1．2 铅酸电池隔板
5．1．3 碱性蓄电池隔膜
5．1．4 锂离子电池隔膜
5．2 化学电源的壳体材料选择
5．2．1 化学电源对壳体材料的基本要求
5．2．2 常用电池的壳体材料
5．2．3 选用蓄电池壳体材料的原则
第6章 各类电池设计举例
6．1 铅酸蓄电池设计
6．1．1 电动自行车电池设计
6．1．2 启动型铅酸电池设计
6．1．3 牵引用铅蓄电池设计
6．1．4 阀控式密封铅酸电池设计中的若干问题
6．1．5 铅蓄电池设计计算中的若干问题
6．2 镉镍电池设计
6．2．1 电池性能设计
6．2．2 电池结构参数设计
6．3 锌银电池的设计与计算
6．3．1 电压设计
6．3．2 容量设计
6．3．3 单体电池的结构设计
6．3．4 极板组厚度的计算及装配松紧度的选择
6．3．5 在给定单体电池壳内电池结构参数的计算
6．3．6 电解液的设计
6．4 圆柱形单体镍氢电池设计
6．4．1 设计举例之一
6．4．2设计举例之二
6．5 圆柱形锌锰电池设计计算中的若于问题
6．5．1 中性锌锰电池正负极的理论容量及其利用率
6．5．2 中性电池正极电芯粉的配比
6．5．3 纸板电池电解液的确定
6．5．4 碱锰电池中的若干问题
6．5．5 干电池的爬液及解决方法
6．6 锂离子电池设计
6．6．1 锂离子电池设计概述
6．6．2 影响锂离子电池设计的相关因素
6．6．3 锂离子电池设计关键技术
6．6．4 设计基本过程
6．6．5 软包装锂离子电池设计实例
第7章 电池行业的清洁生产
7．1 概述
7．2 清洁生产的含义与实施
7．2．1 清洁生产的含义
7．2．2 清洁生产的实施
7．2．3 电池行业清洁生产评价指标体系
7．3 电池生产过程中“三废”的危害与防治措施
7．3．1 锌锰电池系列生产过程中的“三废”危害与防治措施
7．3．2 铅酸电池生产过程中的“三废”危害与防治措施
7．3．3 镉镍、镍氢电池生产过程中的“三废”危害与防治措施
7．3．4 电池污染物控制的有关规定
参考文献
附录一 固定型阀控密封式铅酸蓄电池(GB／T19638．2—2005)
附录二 起动用铅酸蓄电池产品品种和规格(QB／T 500&2—2005)
附录三 起动用铅酸蓄电池技术条件(Q3／T 5008．1—2005)
附录四 起动用沿酸蓄电池端子的尺寸和标记(03／T 5008．3—2005)
附录五 蜂窝电话用锂离子电池总规范(Q3／T18287—2000)
附录六 原电池 第1部分：总则(哪8897．1—2003)

前言：

化学电源具有能量转换效率高、能量密度大、无噪声污染、可任意组合、可随意移动等特点，在国民经济与国防建设以及人们日常生活中发挥着越来越重要的作用。随着社会的进步、科学技术的发展，人们对化学电源的要求也越来越高。在目前市场经济的条件下，生产出既经济(综合成本低)、又具有高性能的电池，对企业参与市场竞争和取得经济效益无疑具有重要意义。
尽管化学电源已有一百多年的发展历史，常规电池生产工艺渐趋完善，但对其设计与优化，尤其是新产品的开发仍沿用传统的设计模式，即经验加试验模式。经过反复验证，总结成功经验，克服不足，实现优化设计的目的，这样不仅浪费大量精力、财力，而且设计周期长。目前尚未见到有关全面系统地论述化学电源优化设计方面的专著和其他有关文献，关于设计的内容大多为结合某种具体电池产品的特点而进行，缺乏对电池设计的普遍指导意义。
1991年原国家轻工业部受原国家教育委员会的委托，对郑州轻工业学院进行评估时，我们对已毕业的电化学专业学生进行调查，大部分学生反映化学电源设计在工厂用途很广，而且也是他们知识结构中的薄弱环节。另外，许多工厂的工程技术人员同样反映化学电源设计在生产中的重要性。为此，就开设了化学电源设计课程。为了适应教学、科研、生产实践的需要，作者搜集了大量的文献资料，走访了多家电池企业，于1993年编写了《化学电源设计》校内讲义。此讲义受到行业内同行的广泛关注和好评，并在1995～1996年度的《电池》杂志上以技术讲座的形式连载，共?期讲座内容。经过10余年的教学与工厂实践，作者先后与国内近百家生产不同类型电池(主要包括铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、中性锌锰电池、碱性锌锰电池等)的企业进行交流与合作，对化学电源设计有了更深刻的认识。本书在原校内讲义的基础上，总结电池行业的相关研究成果以及作者近年来与工厂合作的经验，对教学实践的讲稿进行充实与整理编写而成。
本书以服务生产、强化工程理念为宗旨，第一，总结了具有普遍化指导意义的优化设计理念，以及设计的基本步骤，从降低原材料消耗、提高经济效益角度出发，对选材、过程控制、工艺及机械设备之间的关系、成品质量、清洁生产等方面加以概括性论述，期望达到指导生产、服务生产的目的。第二，从电池理论、优化设计角度出发，论述如何使化学电源最大限度地发挥其作用，以满足用电器具的要求，期望使本书具有理论性与普遍性。第三，结合不同电池系列的具体设计实例，论述不同系列电池的设计过程，期望使本书具有实用性。
全书共分7章，第1章主要论述了化学电源发展现状、设计现状、设计的现实意义、化学电源设计含义与分类等；第2章主要介绍了化学电源的基本组成、分类、相关要求及墓本性能等；第3章主要从设计的角度出发介绍了法拉第定律及其应用，电池热力学、动力学理论及其应用，表界面现象及其应用，电池组合原理等；第4章主要介绍了化学电源设计的终极目标与实现、设计的基本程序、设计前的准备、设计的一般步骤等；第5章主要介绍了化学电源中的隔膜、壳体材料与选择原则；第6章主要介绍常用电池(铅酸、镉镍、锌锰、锂离子等电池系列)的设
计举例；第7章主要介绍电池行业的清洁生产。
全书主要由王力臻编写，其中第6章中第6．6节的内容由刘勇标编写，王力臻复核。限于编者水平有限，而且缺少一些以资参考的现成模式，所以无论在体例上，还是在内容上，都会存在值得商榷的地方，不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。
在此完成书稿之际，感谢为电池行业发展辛勤工作的专家教授以及行业的工程师们；感谢对于本书的编写给予过帮助的企业以及所参考引用文献的作者；感谢朱继涛、蔡洪波、方华、郭会杰等研究生在本书文字输入、编辑、绘图等方面所给予的帮助，感谢化学工业出版社的相关编辑所给予的帮助。
王力臻
2007年7月于郑州轻工业学院