鉛酸蓄電池科學(xué)與技術(shù)（原書第2版）內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書基于詳實(shí)的研究結(jié)論，系統(tǒng)介紹了鉛酸蓄電池的基本原理，重點(diǎn)論述了鉛酸蓄電池生產(chǎn)工藝流程，以及各工藝流程對(duì)電池性能參數(shù)的具體影響。全書分為鉛酸蓄電池基本原理、原材料、生產(chǎn)制造、混合動(dòng)力汽車用鉛酸蓄電池、鉛-碳電極以及設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容。本書的主干內(nèi)容為生產(chǎn)制造部分，該部分理論結(jié)合實(shí)際，在介紹當(dāng)代生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了各個(gè)關(guān)鍵工序的控制要點(diǎn)，以確保生產(chǎn)期望的負(fù)極鉛和正極二氧化鉛活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)。本書引用和提煉了大量原始技術(shù)資料和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，論述了電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、VRLAB中封閉氧氣循環(huán)相關(guān)反應(yīng)，并介紹了鉛-碳電極等業(yè)內(nèi)*新研究進(jìn)展。

本書可以指導(dǎo)鉛酸蓄電池生產(chǎn)廠的工程師和技術(shù)人員控制工藝過程，也可以作為大學(xué)教師的工具書，用于在課堂上深入淺出地講解鉛酸蓄電池技術(shù)。

目錄

譯者序

原書第2版前言

原書第1版前言

致謝

第1部分鉛酸蓄電池基本原理

第1章鉛酸蓄電池的發(fā)明與發(fā)展

1.1前奏

1.2普朗特——鉛酸蓄電池的發(fā)明家

1.2.1科學(xué)家普朗特

1.2.2普朗特其人

1.3鉛酸蓄電池艱苦的發(fā)展歷程

1.3.1初期的普朗特技術(shù)

1.3.2鉛酸蓄電池生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展

1.3.3鉛酸蓄電池在人類生活中的首次應(yīng)用

1.420世紀(jì)的鉛酸蓄電池——發(fā)展的第二階段

1.4.1鉛粉的制備過程

1.4.2鉛酸蓄電池生產(chǎn)中的新材料與新工藝

1.4.3失水與免維護(hù)難題的解決方案

1.4.4早期容量損失與解決方案

1.4.5硫酸鉛鉛膏

1.4.6蓄電池活性物質(zhì)的骨架與結(jié)構(gòu)

1.4.7二氧化鉛活性物質(zhì)的凝膠-晶體結(jié)構(gòu)

1.4.8PbPbOPbSO4H2SO4電極

1.4.9負(fù)極活性物質(zhì)中膨脹劑的3種成分

1.5鉛酸蓄電池的應(yīng)用

1.5.1鉛酸蓄電池的類型

1.5.2鉛酸蓄電池在電化學(xué)二次電池中的位置

1.6鉛酸蓄電池發(fā)展新階段所面臨的挑戰(zhàn)

1.6.1混合動(dòng)力汽車

1.6.2鉛酸蓄電池在混合動(dòng)力汽車應(yīng)用的主要問題

參考文獻(xiàn)

第2章鉛酸蓄電池原理

2.1鉛酸蓄電池?zé)崃W(xué)

2.1.1概要

2.1.2硫酸鉛電極（PbPbSO4）電勢(shì)

2.1.3二氧化鉛電極（PbO2PbSO4）的電勢(shì)

2.1.4鉛酸蓄電池的電動(dòng)勢(shì)ΔE

2.1.5鉛酸蓄電池在生產(chǎn)和使用期間所涉及鉛化合物的簡(jiǎn)介

2.1.6PbH2SO4H2O體系

2.1.7PbH2SO4H2O體系的電勢(shì)/pH圖

2.1.8溫度對(duì)鉛酸蓄電池電動(dòng)勢(shì)的影響

2.2鉛在硫酸溶液中的陽極極化期間所形成的電極體系

2.3PbPbSO4H2SO4電極

2.3.1鉛表面的電極過程

2.3.2鉛陽極氧化的基本過程和硫酸鉛晶體層的形成

2.3.3PbSO4層孔內(nèi)溶液的堿化過程

2.3.4作為選擇性滲透膜的PbSO4層——PbPbOPbSO4電極電勢(shì)

2.4鉛表面的H2H 電極

2.5PbPbOPbSO4電極體系

2.5.1PbO的形成機(jī)理

2.5.2鉛的中間氧化物

2.5.3PbPbOPbSO4體系轉(zhuǎn)化為PbPbOnPbSO4體系的光電化學(xué)

氧化反應(yīng)

2.5.4PbPbOPbSO4電極轉(zhuǎn)化為PbPbO2電極的電化學(xué)氧化

反應(yīng)

2.6PbPbO2PbSO4電極體系

2.6.1PbO2的物理-化學(xué)性質(zhì)

2.7MePbO2電極的電化學(xué)制備

2.7.1α-PbO2層的制備

2.7.2β-PbO2的制備

2.8PbPbO2H2SO4電極的電化學(xué)行為

2.8.1平衡電勢(shì)

2.8.2溫度相關(guān)性

2.8.3硫酸的吸附

2.9活性物質(zhì)PbO2顆粒的水化過程和無定形過程，及其對(duì)

放電反應(yīng)的影響

2.9.1正極活性物質(zhì)的凝膠-晶體結(jié)構(gòu)

2.9.2PbO2顆粒晶體區(qū)、凝膠區(qū)、PAM凝聚體以及外部溶液離子

之間的平衡

2.9.3PAM放電的質(zhì)子-電子機(jī)理

2.9.4PbPbO2PbSO4（O2H2O）電極陽極極化期間的反應(yīng)

2.10H2OO2電極體系

2.10.1二氧化鉛的氧過電壓

2.10.2氧在二氧化鉛層的覆蓋和擴(kuò)散

2.10.3氧析出機(jī)理

2.11鉛酸蓄電池正極和負(fù)極在充電和放電期間的電化學(xué)反應(yīng)

2.11.1電池放電期間的基本反應(yīng)

2.11.2電池充電期間的基本反應(yīng)

2.11.3充電和放電期間兩個(gè)電極的反應(yīng)示意圖

2.11.4鉛酸蓄電池中的電流轉(zhuǎn)移

2.12鉛及鉛合金在二氧化鉛電勢(shì)區(qū)的陽極腐蝕

2.12.1腐蝕層的生長(zhǎng)

2.12.2PbPbO2PbSO4H2SO4電極電勢(shì)對(duì)鉛氧化局部電流、氧析出

局部電流以及其陽極層成分的依賴關(guān)系

2.12.3鉛在PbO2電勢(shì)區(qū)的陽極腐蝕機(jī)理

2.12.4α-PbO2和β-PbO2的穩(wěn)定性

2.13鉛酸蓄電池簡(jiǎn)介

2.13.1鉛酸蓄電池的比能量

2.13.2有關(guān)鉛酸蓄電池設(shè)計(jì)的一般注意事項(xiàng)

2.13.3鉛酸蓄電池生產(chǎn)工藝

2.13.4鉛酸蓄電池的電極結(jié)構(gòu)

2.13.5二氧化鉛活性物質(zhì)制備正極板的主要技術(shù)要點(diǎn)

2.13.6鉛活性物質(zhì)制備負(fù)極板的主要技術(shù)要點(diǎn)

參考文獻(xiàn)

第2部分鉛酸蓄電池生產(chǎn)用原材料

第3章H2SO4電解液——鉛酸蓄電池的一種活性物質(zhì)

3.1電池行業(yè)中作為電解液使用的硫酸溶液

3.2鉛酸蓄電池所用H2SO4的純度

3.3硫酸的離解

3.4H2SO4溶液的電導(dǎo)率

3.5溫度對(duì)鉛酸蓄電池性能的影響

3.5.1溫度對(duì)鉛酸蓄電池水損耗的影響

3.5.2低溫條件下H2SO4溶液的特性

3.6電解液濃度對(duì)鉛酸蓄電池電動(dòng)勢(shì)以及充電電壓的影響

3.7硫酸在電池極群中的分布情況

3.8鉛酸蓄電池活性物質(zhì)利用率及電池性能

3.9PbO2PbSO4電極的電化學(xué)活性和硫酸電解液的濃度之間的

相互關(guān)系

3.10PbSO4晶體溶解度與電解液濃度之間的關(guān)系

3.11H2SO4電解液濃度對(duì)電池性能的影響

3.12電解液添加劑

3.12.1無機(jī)化合物

3.12.2碳懸浮液

3.12.3高分子制劑

3.13電解液中的污染物（雜質(zhì)）

3.14引起電解液分層的原因以及電解液分層對(duì)電池性能的影響

參考文獻(xiàn)

第4章鉛合金和板柵及板柵設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

4.1電池行業(yè)對(duì)鉛合金的要求

4.2電池行業(yè)用鉛的純度標(biāo)準(zhǔn)

4.3Pb-Sb合金

4.3.1一些歷史背景

4.3.2Pb-Sb合金體系的平衡相圖和微觀結(jié)構(gòu)

4.3.3不同銻含量的Pb-Sb合金特性

4.3.4Pb-Sb合金的添加劑

4.3.5板柵合金中的銻對(duì)水分解速率的影響

4.3.6板柵熱裂機(jī)理

4.3.7成核劑（細(xì)化劑）

4.3.8Sb、As和Bi對(duì)PbO2活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)可逆性的影響

4.3.9銻對(duì)PbO2電勢(shì)區(qū)所形成的Pb-Sb電極腐蝕層的成分

譯者序

原書第2版前言

原書第1版序言

原書第1版前言

原書致謝

第1章變壓器基本原理1

1.1概述1

1.2變壓器的應(yīng)用和分類4

1.3變壓器原理和等效電路8

1.4標(biāo)幺制16

1.5空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)17

1.6電壓調(diào)整率和變壓器的效率20

1.7變壓器的并聯(lián)運(yùn)行26

參考文獻(xiàn)27

第2章磁特性28

2.1鐵心構(gòu)造29

2.2磁滯損耗、渦流損耗和雜散損耗33

2.3勵(lì)磁特性36

2.4過勵(lì)磁性能37

2.5空載損耗試驗(yàn)38

2.6制造過程的影響44

2.7涌流45

2.8空載諧波對(duì)鐵心和繞組的影響53

2.9變壓器噪聲54

2.10旋轉(zhuǎn)損耗57

參考文獻(xiàn)58

第3章阻抗特性63

3.1電抗計(jì)算63

3.2電抗計(jì)算的不同方法69

3.3電抗計(jì)算的解析法71

3.4電抗計(jì)算的數(shù)值法73

3.5三繞組變壓器的阻抗特性78

3.6曲折形聯(lián)結(jié)變壓器的阻抗計(jì)算82

3.7零序電抗87

3.8穩(wěn)定繞組96

參考文獻(xiàn)98

第4章渦流和繞組雜散損耗100

4.1場(chǎng)方程式100

4.2坡印廷矢量104

4.3渦流損耗和磁滯損耗107

4.4飽和效應(yīng)110

4.5變壓器繞組中的渦流損耗111

4.6變壓器繞組中的環(huán)流損耗121

參考文獻(xiàn)129

第5章結(jié)構(gòu)部件中的雜散損耗132

5.1雜散損耗的影響因素133

5.2雜散損耗估算方法概述141

5.3鐵心接縫損耗143

5.4夾件中的雜散損耗144

5.5拉板中的雜散損耗145

5.6油箱中的雜散損耗149

5.7套管安裝板中的雜散損耗154

5.8大電流引起的雜散損耗155

5.9雜散損耗的控制措施160

5.10經(jīng)驗(yàn)值法166

5.11過勵(lì)磁時(shí)雜散損耗估算168

5.12負(fù)載損耗測(cè)量169

參考文獻(xiàn)173

第6章短路應(yīng)力與強(qiáng)度181

6.1短路電流181

6.2短路時(shí)的熱容量187

6.3短路力187

6.4短路時(shí)的動(dòng)態(tài)特性193

6.5輻向力引起故障的模式197

6.6軸向力引起故障的模式202

6.7相互作用力（軸向和輻向組合）引起的故障模式207

6.8預(yù)壓緊力的影響208

6.9短路試驗(yàn)209

6.10涌流的影響210

6.11分裂變壓器的短路210

6.12提高承受短路能力的措施211

6.13平行導(dǎo)體間的電磁力計(jì)算214

6.14壓緊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)216

參考文獻(xiàn)217

第7章變壓器沖擊電壓分布222

7.1起始電壓分布222

7.2對(duì)地電容225

7.3繞組的電容226

7.4電感計(jì)算237

7.5駐波和行波238

7.6沖擊分布的解析法241

7.7用狀態(tài)變量法計(jì)算沖擊電壓分布243

7.8降低繞組內(nèi)部過電壓的設(shè)計(jì)250

參考文獻(xiàn)255

第8章絕緣設(shè)計(jì)260

8.1簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算261

8.2電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算263

8.3影響絕緣強(qiáng)度的因素265

8.4試驗(yàn)方法和設(shè)計(jì)絕緣水平（DIL）276

8.5繞組間的絕緣278

8.6繞組內(nèi)部絕緣279

8.7端部絕緣設(shè)計(jì)281

8.8高壓引線間隙284

8.9優(yōu)化和提高質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)分析286

參考文獻(xiàn)287

第9章冷卻系統(tǒng)292

9.1熱量傳遞方式292

9.2冷卻方式294

9.3鐵心的散熱298

9.4繞組的散熱299

9.5老化與預(yù)期壽命301

9.6直接測(cè)量熱點(diǎn)305

ⅩⅦ9.7靜電帶電現(xiàn)象306

9.8計(jì)算的近期趨勢(shì)307

參考文獻(xiàn)308

第10章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)311

10.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性311

10.2荷載與強(qiáng)度試驗(yàn)311

10.3變壓器油箱分類313

10.4油箱設(shè)計(jì)315

10.5分析方法317

10.6變壓器油箱過壓力現(xiàn)象320

10.7抗震分析321

10.8變壓器噪聲的特性與降低323

10.9運(yùn)輸因素與振動(dòng)327

參考文獻(xiàn)328

第11章特種變壓器330

11.1整流變壓器330

11.2高壓直流用換流變壓器335

11.3電爐變壓器340

11.4移相變壓器344

參考文獻(xiàn)347

第12章變壓器電磁場(chǎng)理論與計(jì)算350

12.1概述351

12.2變壓器工程電磁場(chǎng)基礎(chǔ)354

12.3位方程374

12.4有限元法384

12.5FEM方程394

12.6變壓器的耦合場(chǎng)401

12.7性能參數(shù)計(jì)算413

參考文獻(xiàn)422

第13章變壓器與系統(tǒng)之間的相互作用和建模427

13.1變壓器電力潮流分析427

13.2諧波分析435

13.3鐵磁諧振438

13.4電弧爐應(yīng)用440

13.5地磁干擾442

ⅩⅧ13.6和應(yīng)涌流現(xiàn)象442

13.7系統(tǒng)瞬變引起的內(nèi)部諧振443

13.8特快速瞬態(tài)過電壓444

13.9配電變壓器的瞬變現(xiàn)象445

13.10變壓器的低頻、中頻和高頻模型445

參考文獻(xiàn)454

第14章變壓器的監(jiān)測(cè)與診斷458

14.1常規(guī)試驗(yàn)459

14.2溶解氣體分析461

14.3局部放電診斷462

14.4聚合度與呋喃分析469

14.5時(shí)域介質(zhì)響應(yīng)法469

14.6頻域介質(zhì)響應(yīng)法478

14.7繞組變形測(cè)量482

14.8附件490

14.9其他診斷測(cè)試491

14.10壽命評(píng)估與改進(jìn)493

參考文獻(xiàn)493

第15章變壓器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)499

15.1磁路499

15.2繞組500

15.3新型絕緣液體501

15.4優(yōu)化計(jì)算502

15.5可再生能源用變壓器503

15.6電力電子在變壓器中的應(yīng)用504

15.7其他技術(shù)506

15.8監(jiān)測(cè)和診斷趨勢(shì)507

參考文獻(xiàn)508

附錄511

附錄A設(shè)計(jì)示例511

附錄B聯(lián)結(jié)組526

附錄C故障電流計(jì)算528

附錄D電場(chǎng)強(qiáng)度和電容計(jì)算公式533

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