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第一章 铅蓄电池电化学基础1

1.1铅蓄电池中的电化学反应及其计算1

1.1.1铅蓄电池中的电化学反应1

1.1.2电化学反应计算6

1.1.3电池放电时活性物质的利用率13

1.1.4铅蓄电池充放电量与硫酸浓度变化15

的关系15

1.2硫酸溶液的导电性19

1.2.1硫酸溶液的电阻率（比电阻）、电导、电导率（比电导）和摩尔电导率19

1.2.2浓度和温度对硫酸溶液电阻率的影响23

1.2.3硫酸溶液内的电迁移26

1.3电动势和电极电位31

1.3.1“电极／溶液”界面31

1.3.2可逆电池的电动势36

1.3.3电极电位43

1.3.4平衡电极电位50

1.4.1电位-pH图的概述57

1.4电位-pH图57

1.4.2电位-pH图的反应类型60

1.4.3在H2SO4溶液中铅和它的腐蚀产物的热力学数据61

1.4.4Pb-H2SO4-H2O体系的电位-pH图66

1.4.5Pb-H2SO4-H2O体系的电位-pH图67

的应用67

1.5电极的极化71

1.5.1电极的极化和过电位71

1.5.2电极极化的原因72

1.5.3电极极化的测定87

第二章 铅蓄电池负电极91

2.1在铅表面的电极反应91

2.2有机添加剂在铅电极上的吸附93

2.2.1有机分子在“电极／溶液”界面上的吸附93

2.2.2硫酸溶液中铅表面的电荷和吸附能力99

2.3铅负极的钝化102

2.3.1铅在硫酸溶液中的钝化现象102

2.3.2铅蓄电池负极钝化的原因106

2.4.1氢过电位的表达式111

2.4氢过电位111

2.4.2电流密度与氢过电位的关系112

2.4.3影响氢过电位的因素113

2.5铅蓄电池负极上的氢析出124

2.5.1氢析出反应124

2.5.2铅蓄电池充电时负极上的氢析出125

2.6负电极的自放电129

2.6.1铅蓄电池湿贮存期间铅负极上氢的析出129

2.6.2铅负极与氧的作用131

2.6.3阳极合金组分向负极的电解迁移132

2.7负极板的硫酸盐化134

2.7.1负极板的硫酸盐化及其特征134

2.7.2硫酸盐化的主要原因和消除方法136

第三章 铅蓄电池正电极139

3.1PbO2的物理化学性质139

3.1.1PbO2的多晶型现象139

3.1.2PbO2的非化学计量特性143

3.1.3二氧化铅的半导体性质145

3.2.2β-PbO2的制备149

3.2M/PbO2电极的电化学制备149

3.2.1α-PbO2的制备149

3.3Pb/PbO2/H2SO4电极的电化学行为150

3.3.1平衡电极电位150

3.3.2PbO2电极在H2SO4溶液中放电特性154

3.4PbO2电极上的氧过电位161

3.4.1PbO2电极上的氧析出161

3.4.2影响PbO2电极氧过电位的因素164

3.5.1引起正电极自放电的主要原因177

3.5电池湿贮存期间正电极的自放电177

3.5.2影响正电极自放电大小的主要因素179

3.6充放电过程中正极活性物质的变化182

3.6.1充放电过程中α-PbO2向β-PbO2的转化182

3.6.2充放电过程中正极活性物质结构的变化186

3.6.3正极板活性物质结构对放电容量的影响193

第四章 铅在硫酸溶液中的阳极膜性质200

4.1研究铅的电化学行为的实际意义200

4.2铅在硫酸溶液中腐蚀的复杂性201

4.3铅在硫酸中腐蚀的电极体系202

4.4.1铅的阳极溶解及硫酸铅晶体层的形成206

4.4铅在Pb/PbSO4电位区的腐蚀206

4.4.2电位衰退法对膜内碱性化合物的研究207

4.4.3膜内碱性环境的形成机理209

4.5铅在Pb/PbO电位区的腐蚀211

4.5.1膜生长机理的电化学研究213

4.5.2膜生长机理的X光衍射研究215

4.5.3膜生长机理的拉曼散射法研究215

4.5.4膜生长机理的光电流谱研究217

4.5.5铅氧化为PbO的半导体机理219

4.6铅在PbO2电位区的腐蚀220

4.6.1铅在PbO2电位区的电极体系组成分析221

4.6.2腐蚀层的生长223

4.6.3α-PbO2的生成机理226

4.6.4β-PbO2的生成机理233

4.6.5铅在析氧电位下的腐蚀235

第五章 铅基合金在硫酸溶液中的腐蚀241

5.1影响铅及其合金腐蚀的因素241

5.1.1阳极电位对腐蚀速率的影响241

5.1.2铅合金组成对腐蚀速率的影响243

5.1.3活性物质的存在对腐蚀速率的影响245

5.1.4活性物质的厚度对腐蚀速率的影响247

5.1.5极化条件对腐蚀速率的影响248

5.1.6硫酸溶液的浓度及温度对腐蚀速率250

的影响250

5.2Pb-Sb合金的腐蚀251

5.2.1Pb-Sb合金的特性251

5.2.2Pb-Sb合金的冶金学性质253

5.2.3不同锑含量对晶相结构及腐蚀的影响254

5.2.4锑对板栅合金腐蚀的化学作用257

5.3含不同添加剂的Pb-Sb合金的腐蚀266

5.3.1添加剂对高锑合金腐蚀的作用及影响266

5.3.2添加剂对低锑合金腐蚀的作用及影响269

5.4Pb-Ca合金的腐蚀273

5.4.1Pb-Oa合金的冶金学性质273

5.4.2Pb-Ca合金的腐蚀275

5.5添加剂对Pb-Oa合金腐蚀的作用及影响282

5.6Pb-Sr及Pb-Ba合金的腐蚀285

5.7Pb-Li及Pb-Na合金的腐蚀287

第六章 铅蓄电池正负电极充放电机理292

6.1正电极充放电反应机理292

6.1.1放电过程292

6.1.2充电过程296

6.2PbO2的电结晶过程303

6.2.1晶核的形成303

6.2.2电极表面晶体的长大306

6.3.1溶解沉积机理和固态反应机理310

6.3负电极充放电反应机理310

6.3.2决定负电极反应时不同反应机理的因素314

第七章 多孔电极理论及其在铅蓄电池中的应用318

7.1化学电源中使用多孔电极的意义318

7.2多孔电极的性质321

7.3多孔电极的种类322

7.4多孔电极的参数325

7.5多孔电极的模型329

7.6多孔电极中的电流和电位分布331

7.6.1多孔电极的等效电路分析331

7.6.2多孔电极内的稳态电流分布336

7.6.3极化电阻Z°与电流有关时多孔电极内的电流分布342

7.6.4多孔电极内的稳态电位分布346

7.6.5极化电阻Z°与电流有关时的多孔电极电位分布354

7.7多孔电极理论在铅蓄电池中的应用358

7.7.1放电电流和放电时间对PbO2电极放电性359

能的影响359

7.7.2放电深度和时间对PbO2电极放电性能360

的影响360

7.7.3电流分布对PbO2电极性能的影响365

7.7.4浓度分布对PbO2放电性能的影响367

第八章 板栅合金的组成及性质371

8.1板栅的作用原理371

8.2板栅材料对铅合金的要求373

8.3板栅合金的分类375

8.4普通型铅锑系列板栅合金的组成及其特性377

8.4.1Pb-Sb合金377

8.4.2Pb-Sb-AS合金388

8.4.3Pb-Sb-AS-Sn合金393

8.4.4Pb-Sb-Ag合金396

8.4.5Pb-Sb-Cu合金397

8.4.6Pb-Sb-AS-Cu合金399

8.5免维护或少维护电池低锑系列板栅合金的组成399

及其特性399

8.5.1低锑合金收缩裂隙的形成399

8.5.2低锑合金收缩裂隙的危害400

8.5.3低锑合金的成核剂及其作用机理401

8.5.4低锑合金的成核剂的含量控制403

金404

8.5.5含铜、硒、硫等成核剂的Pb-Sb-As-Sn合404

8.5.6含钴、锡的Pb-Sb-Ag合金405

8.5.7Pb-Sb-Cd合金406

8.5.8Pb-Sb-AS-Cd合金408

8.5.9Pb-Sb-Ag-Cd（Te）合金408

8.6免维护电池铅钙系列板栅合金的组成及性质408

8.6.1含无锑合金的免维护电池的特点408

8.6.2Pb-Ca合金414

8.6.3Pb-Ca-Sn合金416

8.6.5Pb-Ca-Al-Sn合金417

8.6.4Pb-Ca-Sn-Ag合金417

8.6.6Pb-Ca-Al-Sn-Bi合金418

8.6.7Pb-Ca-Al-Sn-Cd合金419

8.6.8Pb-Ca-Sn-Al-Na合金420

8.6.9含碲和银的铅钙多元合金420

8.7免维护电池铅锶系列板栅合金的组成及性质420

8.7.1Pb-Sr合金420

8.7.2Pb-Sr-Sn合金421

8.7.3Pb-Sr-Al-Sn合金421

8.7.4Pb-Sr-Al-Sn-Ag合金422

8.8其它无锑合金423

8.8.1Pb-Ag-Co-Sn合金423

8.8.2Pb-Li-Sn合金423

8.8.3Pb-Te-Ag-As合金424

8.9轻型板栅424

第九章 板栅的构型及制造429

9.1板栅的设计原理429

9.2.1垂直筋条板栅434

9.2板栅的构型434

9.2.2斜筋条改进型板栅435

9.2.3辐射型板栅436

9.2.4半辐射型板栅438

9.2.5含塑料边框的辐射型板栅439

9.2.6拉网式板栅440

9.3常用板栅合金的配制441

9.3.1Pb-Sb合金的配制442

9.3.2低锑多元合金的配制444

9.3.3Pb-Sb-AS合金的配制445

9.3.4Pb-Ca合金的制备445

9.3.5常用多元合金的组成及性能比较447

9.4浇铸式板栅的制造451

9.4.1浇铸式板栅的制造方法451

9.4.2脱模剂的配方及使用454

9.4.3板栅浇铸的工艺过程457

9.5扩展式板栅的制造461

10.1铅粉在蓄电池中的作用470

第十章 铅粉制造470

10.2氧化铅的结构及特性471

10.3铅的热氧化机理475

10.4铅的热氧化方法477

10.4.1形成PbO的热氧化方法477

10.4.2形成Pb3O4的热氧化方法483

10.5铅粉的工业制造484

10.5.1蓄电池工业上制造铅粉的方法484

10.5.2铅粉的球磨法制造487

10.5.3铅粉的气相氧化法制造496

10.6铅粉的相组成及其物理化学特性499

10.6.1铅粉的物相组成499

10.6.2铅粉的物理化学特性500

第十一章 和膏与涂片（板）510

11.1和膏时的添加剂及其作用原理510

11.1.1负极膏的添加剂510

11.1.2正极膏的添加剂521

11.2铅膏的制备和原理530

11.2.1铅膏的制备概述530

11.2.2铅膏形成的机理532

11.3.1“软铅膏”（雪花膏型）的和膏工艺540

11.3铅膏的制备过程540

11.3.2“硬铅膏”（砂型膏）的和膏工艺542

11.3.3膏的密度和稠度543

11.3.4和膏中温度的影响546

11.3.5铅膏视密度的测定547

11.3.6和膏过程注意事项548

11.3.7和膏流程549

11.4.1涂片前的准备工作550

11.4涂片（板）、滚片、浸酸（淋酸）工艺550

11.3.8介绍几种正负极和膏配方550

11.4.2手工涂板（片）552

11.4.3机器涂板（片）553

11.4.4涂片注意事项554

第十二章 极板的固化556

12.1极板的固化和干燥概述556

12.2极板固化中的化学物理变化557

12.2.1极板固化中的化学变化557

12.2.2极板固化中的物理变化563

12.3固化后膏的相组成对电池循环寿命的影响568

12.4极板的固化方法568

12.5固化方法对铅蓄电池极板性能的影响572

12.5.1固化方法的不同对电池电容量的影响572

12.5.2固化方法的不同对电池循环寿命的影响576

第十三章 极板化成578

13.1负极板化成中的电化学过程578

13.1.1带状晶区中所发生的化学和电化学反应过程578

13.1.2第一化成阶段581

13.1.3第二化成阶段583

13.2负极活性物质的微观结构和铅结晶体的作用587

13.3正极板化成中的电化学过程589

13.3.1两个化成阶段589

13.3.2影响第一化成阶段PbO2晶区扩展方向的因素591

13.3.3化成过程中的极板的孔隙度的变化595

13.4化成后的PbO2结晶和形态597

13.4.1β-PbO2和α-PbO2的比例597

13.4.2化成后的PbO2晶态598

13.5.1化成条件的选择600

13.5槽式化成600

13.5.2化成时槽电压和电极电位的变化604

13.5.3化成终期的判断605

13.5.4槽式极板的化成工艺607

13.5.5取片、干燥608

13.5.7熟极板外表质量检查611

13.6电池化成612

13.6.1电池化成的方法612

13.5.8极板化成流程612

13.6.2电池化成的条件的选择613

13.6.3电池化成流程615

13.5.6槽式化成应注意的事项616

第十四章 铅蓄电池的装配617

14.1铅蓄电池装配用的极板和电池槽617

14.1.1正负极板617

14.1.2铅蓄电池槽619

14.2铅蓄电池隔板621

14.2.1铅蓄电池隔板的一般要求和特性621

14.2.2目前常用的一些铅蓄电池隔板622

14.2.3隔板对电池性能的影响626

14.3铅蓄电池中使用的硫酸溶液628

14.3.1铅蓄电池用水629

14.3.2铅蓄电池用硫酸629

14.3.3铅钙合金作板栅的蓄电池硫酸溶液中的添加剂629

14.4普通铅蓄电池装配工艺639

14.4.1封口材料和设备639

14.4.2铅件和极群焊接前的准备工作641

14.4.3手工装配642

14.4.4机械化自动装配645

14.5密封式免维护铅蓄电池的装配647

第十五章 附录653

1国际原子量表（以12C＝12为基准）653

2铅蓄电池中有关物质的热力学常数654

3铅蓄电池有关物质的电化学转换关系655

4铅化合物的密度655

5铅化合物在水中的溶解度656

6外国铅标准杂质含量表656

7不同温度下硫酸溶液的密度与百分浓度对照表657

825℃时某些体系的标准还原电位表659